串聯和并聯電阻的阻抗匹配方法解析

一、阻抗的概念

在具有電阻、電感和電容的電路里，對交流電所起的阻礙作用叫做阻抗。常用Z來表示，它的值由交流電的頻率、電阻R、電感L、電容C相互作用來決定。由此可見，一個具體的電路，其阻抗是隨時變化的，它會隨著電流頻率的改變而改變。

二、阻抗匹配的概念

阻抗匹配是微波電子學里的一部分，主要用于傳輸線上，來達到所有高頻微波信號都能傳至負載的目的，不會有信號反射回來源點，從而提高能源效益。如果不匹配有什么后果呢?如果不匹配，則會形成反射，能力傳遞不過去，降低效率，會在傳輸線上形成駐波，導致傳輸線的有效功率容量降低;功率發(fā)射不出去，甚至會損壞發(fā)射設備。如果是電路板上的高速信號線與負載阻抗不匹配時，則會產生震蕩，輻射干擾等。其對整個系統的影響是非常嚴重的。而在低頻電路中,我們一般不考慮傳輸線的匹配問題,只考慮信號源跟負載之間的情況,因為低頻信號的波長相對于傳輸線來說很長,傳輸線可以看成是“短線”,反射可以不考慮(因為線短,即使反射回來,跟原信號還是一樣的)。

當阻抗不匹配時,有哪些辦法讓它匹配呢?

第一,可以考慮使用變壓器來做阻抗轉換。

第二,可以考慮使用串聯/并聯電容或電感的辦法,這在調試射頻電路時常使用，在一般電路設計較為少用。

第三,可以考慮使用串聯/并聯電阻的辦法，即為串聯終端匹配和并聯終端匹配。

下面針對第三種匹配方法做簡單的介紹：

1)串聯終端匹配

串聯終端匹配的理論出發(fā)點是在信號源端阻抗低于傳輸線特征阻抗的條件下，在信號端和傳輸線之間串接一個電阻R，使源端的輸出阻抗與傳輸線的特征阻抗相匹配，抑制從負載端反射回來的信號發(fā)生再次反射。串聯匹配不要求信號驅動器具有很大的電流驅動能力。

串聯終端匹配后的信號傳輸具有以下特點：

A. 由于串聯匹配電阻的作用，驅動信號傳播時以其幅度的50%向負載端傳播;

B. 信號在負載端的反射系數接近+1，因此反射信號的幅度接近原始信號幅度的50%。

C. 反射信號與源端傳播的信號疊加，使負載端接受到的信號與原始信號的幅度近似相同;

D. 負載端反射信號向源端傳播，到達源端后被匹配電阻吸收;

E. 反射信號到達源端后，源端驅動電流降為0，直到下一次信號傳輸。

編輯：admin  最后修改時間：2018-01-10