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阻抗匹配的原理原理及計算公式

科技觀察員 ? 來源:電子開發網 ? 作者:電子開發網 ? 2023-07-04 14:38 ? 次閱讀

“阻抗匹配”的百度百科解釋為:

阻抗匹配主要用于傳輸線上,以此來達到所有高頻的微波信號均能傳遞至負載點的目的,而且幾乎不會有信號反射回來源點,從而提升能源效益。信號源內阻與所接傳輸線的特性阻抗大小相等且相位相同,或傳輸線的特性阻抗與所接負載阻抗的大小相等且相位相同,分別稱為傳輸線的輸入端或輸出端處于阻抗匹配狀態,簡稱為阻抗匹配。

“用人話”解釋上面阻抗匹配的定義無非以下三點:

阻抗匹配時傳輸線上無信號反射

信號傳輸效益最大化

負載阻抗與傳輸線阻抗大小相同、相位相同

阻抗匹配的原理

我們以最容易理解的直流電源電阻(電阻≠阻抗)的例子講解阻抗匹配的原理:

poYBAGSjvk-ATAbzAAAVCrNj02g833.png

上圖中R為負載電阻,r為電源E的內阻,E為電壓源。由于r的存在,當R很大時,電路接近開路狀態;而當R很小時接近短路狀態。顯然負載在開路及短路狀態都不能獲得最大功率。

計算公式如下:

pYYBAGSjvlOAMztIAABiUjuheK0280.png

從上式可看出,當 R=r 時 ,式中分母中的(R-r)的值最小為0,此時負載所獲取的功率最大。所以,當負載電阻等于電源內阻時,負載將獲得最大功率。這就是電子電路阻抗匹配的基本原理。

r對應了電路中的輸入阻抗,R對應了電路中的輸出阻抗。

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