阻抗匹配的原理原理及计算公式

描述

“阻抗匹配”的百度百科解释为:

阻抗匹配主要用于传输线上,以此来达到所有高频的微波信号均能传递至负载点的目的,而且几乎不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。信号源内阻与所接传输线的特性阻抗大小相等且相位相同,或传输线的特性阻抗与所接负载阻抗的大小相等且相位相同,分别称为传输线的输入端或输出端处于阻抗匹配状态,简称为阻抗匹配。

“用人话”解释上面阻抗匹配的定义无非以下三点:

阻抗匹配时传输线上无信号反射

信号传输效益最大化

负载阻抗与传输线阻抗大小相同、相位相同

阻抗匹配的原理

我们以最容易理解的直流电源和电阻(电阻≠阻抗)的例子讲解阻抗匹配的原理:

阻抗匹配

上图中R为负载电阻,r为电源E的内阻,E为电压源。由于r的存在,当R很大时,电路接近开路状态;而当R很小时接近短路状态。显然负载在开路及短路状态都不能获得最大功率。

计算公式如下:

阻抗匹配

从上式可看出,当 R=r 时 ,式中分母中的(R-r)的值最小为0,此时负载所获取的功率最大。所以,当负载电阻等于电源内阻时,负载将获得最大功率。这就是电子电路阻抗匹配的基本原理。

r对应了电路中的输入阻抗,R对应了电路中的输出阻抗。

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