射频电路设计的基本工作

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阻抗匹配是射频电路设计的一项基本工作,然而只要做阻抗匹配,就离不了这个80年前发明的史密斯圆图。下图是一个全功能版的圆图,密密麻麻的线让人头晕眼花。

电阻

来,我们大家一起把这张复杂的图拆解一下。看看这幅图上究竟集合了几个圆?第一个圆:等电阻圆等电阻圆就是上中红色的圆,从左往右,从0→1→∞,

电阻

第二个圆:等电抗圆

电阻

第三个圆:等电纳圆

电阻

注意:电纳和电抗互为倒数,反应到圆图上就是:

电阻

等阻抗圆+等电抗圆+等导纳圆就构成了史密斯圆图的基本要素。下图也是最简单实用的一张史密斯圆图:

电阻

第四个圆:等反射系数圆

电阻

这个等反射系数圆通常不画在圆图上,而是在下面的辅助线标识中,如下图所示。

电阻

所以,综合起来,史密斯圆图就这么强大了,那么应该怎么使用呢?

我们先来总结几个口诀上感下容中电阻左短右开中50遇到匹配不发愁看向负载往后退沿着圆图转圈圈串联电抗并导纳电容往下电感上我们看一下怎么理解这个顺口溜1,上感下容中电阻

电阻

2,左短右开中50

电阻

3,电阻为圆,电抗为弧

电阻

电阻

4 电容往下电感上

电阻

记不住不要紧,我们一起完成各简单的例子,借助一个网页版的史密斯圆图工具:https://www.will-kelsey.com/smith_chart/频率为432.1MHz,负载阻抗ZL=75-j60,怎么匹配到50欧姆呢?首先,归一化负载阻抗z=ZL/Z0=1.5-j1.2, 然后标注到圆图上

电阻

然后选择L型匹配网络,先并联一个电感,沿着等电纳圆网上走,走到和50欧姆等电阻圆的交点

电阻

这样,我们只要沿着50欧姆等电阻圆转到史密斯圆图中心就搞定了,下容,串联一个电容试试。

电阻

这个阻抗匹配就完成了。不知道这次,同学们的理解有没有加深一点。实践出真知,自己慢慢练习一下呗。

原文标题:手把手教你在史密斯圆图上画圈圈儿!

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      审核编辑:彭静
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