阻抗的實部能為負嗎 射頻阻抗匹配精講 2

2021-10-16 10:22:40 字數 2674 閱讀 3297

我是乙個推崇利用阻抗來解釋一切的人,所以我盡可能從阻抗的角度來解釋所有的射頻現象。而在此之前,我們先精講史密斯原圖,理論上講,玩轉原圖才是真的懂了阻抗的精髓。
如前文所述,史密斯原圖只是乙個單位圓,可是這個圓內部按照不同的說法,可以有很多分區域的方式。在精講1中,介紹了圓內部的幾個區域,接下來我們講圓內部的弧線軌跡。

史密斯原圖上的阻抗都是50ohm歸一化的,最中心的點顯示1,意思就是50ohm。

等電阻圓當你在電路上放置乙個器件,阻抗實部不變,而僅是虛部變化,阻抗點變化的軌跡就是等電阻圓。

等電導圓當你在電路上放置乙個器件,阻抗倒數實部不變,而僅是虛部變化,阻抗點變化的軌跡就是等電導圓。

上面兩個概念,可以用下圖來形象的說明:(圖中,等阻抗圓就是等電阻圓)

等電抗圓當你在電路上放置乙個器件,阻抗虛部不變,而僅是實部變化,阻抗點變化的軌跡就是等電抗圓。

等電納圓 相當於等電抗圓旋轉180度。

圓周上的點表示具有相同虛部x的阻抗。例如,x=1的圓以(1, 1)為圓心,半徑為1。所有的圓

(x為常數)都包括點(1, 0)。與實部圓周不同的是,x既可以是正數也可以是負數。

等q值曲線 意味著各級匹配的頻寬是一樣的。

等反射係數圓

我一直堅信,無論多麼難的問題都架不住舉個例子

在史密斯原圖上給定乙個阻抗點,比如說p點吧,阻抗大概是25ohm+25j 的樣子。接下來我們討論在它一端加上乙個器件,可能的軌跡,假設頻率為1ghz吧。注意啊,這裡非常重要!

下圖中有四種情況,

1併聯電容,併聯就是parallel,所以是cp,阻抗會怎麼跑呢?圖中給出的是它會沿著等電導圓順時針移動。電容越大,跑的越遠。同樣的電容,頻率越高,跑的越遠!如果你要調是乙個寬頻的電路就要注意了,加乙個元器件,對高頻和低頻的影響是不同的,需要找到平衡點。

了解了這裡的規律你就可以通過調節併聯電容的容值來決定阻抗的停止的地點。

2串聯電容 cs, 沿著等電導圓逆時針旋轉。圖1中,左下方紅色 cs的軌跡。

規律: 電容越小,移動的越遠。同樣的電容,頻率越低,跑的越遠。

3串聯電感 ls軌跡沿著等電阻圓順時針移動,

規律: 電感越大,移動的越遠。

同樣的電感,頻率越高,跑的越遠

4併聯電感 lp,軌跡沿著等電導圓逆時針移動,

規律: 電感越小,移動的越遠。

同樣的併聯電感值,頻率越低,跑的越遠

5 串聯微帶線:

以微帶線特性阻抗的值(假設25ohm)為中心,以該阻抗點到25ohm的距離為半徑,順時針轉動,在水平方向上移動比併聯電容快。

6 併聯微帶線(短路到地)

7 變壓器的移動軌跡

變壓器也可以用來匹配阻抗,一般用於超低頻率,變壓比越大,移動越遠。

p1到p2點,為乙個變壓器的移動軌跡,沿著等q值曲線移動。

上面的幾種電路就是射頻匹配常用的,其餘那些基本上能等效成上面這些電路的組合。熟記這些規律,就能在匹配中靈活應用。

匹配的過程是這樣的:

1 給定乙個電路,它都會有個阻抗,這個可以用射頻儀器測出來。不管多少,肯定會有乙個的,假設在5gh在下是z=25+25j吧,匹配的目的是把該阻抗變換到50ohm。

2 先併聯乙個電容,讓它沿著等電導圓順時針移動到達實軸的下邊,乙個z1=50+40j 左右的地方,實部一定要是50 ohm

3 在串聯乙個電感,讓它沿著等電阻圓到達50 ohm,完成匹配。

這是單點匹配的過程,在smith chart 的工具上很容易做出來,大家可以自己的找乙個試試。

本部分完。

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