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;功率發射不出去，甚至會損壞發射設備。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