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阻抗就是電阻、電容抗及電感抗在向量上的和


阻抗就是電阻、電容抗及電感抗在向量上的和

阻抗匹配是指負載阻抗與激勵源內部阻抗互相適配,得到功率輸出的一種工作狀態。對于不同特性的電路,匹配條件是不一樣的。
在純電阻電路中,當負載電阻等于激勵源內阻時,則輸出功率為大,這種工作狀態稱為匹配,否則稱為失配。
當激勵源內阻抗和負載阻抗含有電抗成份時,為使負載得到功率,負載阻抗與內阻共扼關系,即電阻成份相等,電抗成份只數值相等而符號相反。這種匹配條件稱為共扼匹配。

阻抗匹配(Impedance matching)是微波電子學里的一部分,主要用于上,來達高頻的微波信號皆能傳至負載點的目的,不會有信號反射回來源點,從而提升能源效益。

大體上,阻抗匹配有兩種,一種是透過改變阻抗力(lumped-circuit matching),另一種則是調整傳輸線的波長(transmission line matching)。

要匹配一組線路,先把負載點的阻抗值,除以傳輸線的特性阻抗值來歸一化,然后把數值劃在史密夫圖表上。

改變阻抗力

把電感與負載串聯起來,即可增加或減少負載的阻抗值,在圖表上的點會沿著代表實數電阻的圓圈走動。如果把電容或電感接地,先圖表上的點會以圖中心旋轉180度,然后才沿電阻圈走動,再沿中心旋轉180度。重覆以上方法直至電阻值變成1,即可直接把阻抗力變為零完成匹配。

調整傳輸線

由負載點至來源點加長傳輸線,在圖表上的圓點會沿著圖中心以逆時針方向走動,直至走到電阻值為1的圓圈上,即可加電容或電感把阻抗力調整為零,完成匹配

阻抗匹配則傳輸功率大,對于一個電源來講,單它的內阻等于負載時,輸出功率,此時阻抗匹配。功率傳輸定理,如果是高頻的話,就是無反射波。對于普通的寬頻放大器,輸出阻抗50Ω,功率傳輸電路中需要考慮阻抗匹配,可是如果信號波長遠遠大于電纜長度,即纜長可以忽略的話,就不用考慮阻抗匹配了。阻抗匹配是指在能量傳輸時,要求負載阻抗要和傳輸線的特征阻抗相等,此時的傳輸不會產生反射,這表明能量都被負載吸收了.反之則在傳輸中有能量損失。高速PCB布線時,為了防止信號的反射,要求是線路的阻抗為50歐姆。這是個大約的數字,一般規定同軸電纜基帶50歐姆,頻帶75歐姆,對絞線則為 100歐姆,只是取個整而已,為了匹配方便.

阻抗從字面上看就與電阻不一樣,其中只有一個阻字是相同的,而另一個抗字呢?簡單地說,阻抗就是電阻加電抗,所以才叫阻抗;周延一點地說,阻抗就是電阻、電容抗及電感抗在向量上的和。在直流電的世界中,物體對電流阻礙的作用叫做電阻,物質都有電阻,只是電阻值的大小差異而已。電阻小的物質稱作良導體,電阻很大的物質稱作非導體,而在高科技領域中稱的導體,則是一種電阻值接近于零的東西。

但是在交流電的領域中則除了電阻會阻礙電流以外,電容及電感也會阻礙電流的流動,這種作用就稱之為電抗,意即抵抗電流的作用。電容及電感的電抗分別稱作電容抗及電感抗,簡稱容抗及感抗。它們的計量單位與電阻一樣是奧姆,而其值的大小則和交流電的頻率有關系,頻率愈高則容抗愈小感抗愈大,頻率愈低則容抗愈大而感抗愈小。此外電容抗和電感抗還有相位角度的問題,具有向量上的關系式,因此才會說:阻抗是電阻與電抗在向量上的和。

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