在具有電阻、電感和電容的電路里,對電路中的電流所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示,是一個復數,實部稱為電阻,虛部稱為電抗,其中電容在電路中對交流電所起的阻礙作用稱為容抗 ,電感在電路中對交流電所起的阻礙作用稱為感抗,電容和電感在電路中對交流電引起的阻礙作用總稱為電抗。 阻抗的單位是歐姆。阻抗的概念不僅存在與電路中,在力學的振動系統中也有涉及。
阻抗是表示元件性能或一段電路電性能的物理量。交流電路中一段無源電路兩端電壓峰值(或有效值)Um與通過該電路電流峰值(或有效值)Im之比稱為阻抗,用z表示,單位為歐姆(Ω)。在U一定的情況下,z越大則I越小,阻抗對電流有限制的作用。
阻抗匹配的重要性
信號傳輸過程中負載阻抗和信源內阻抗之間的特定配合關系。一件器材的輸出阻抗和所連接的負載阻抗之間所應滿足的某種關系,以免接上負載后對器材本身的工作狀態產生明顯的影響。對電子設備互連來說,例如信號源連放大器,前級連后級,只要后一級的輸入阻抗大于前一級的輸出阻抗5-10倍以上,就可認為阻抗匹配良好;對于放大器連接音箱來說,電子管機應選用與其輸出端標稱阻抗相等或接近的音箱,而晶體管放大器則無此限制,可以接任何阻抗的音箱。
阻抗匹配主要有兩點作用,調整負載功率和抑制信號反射。
阻抗匹配的方法
阻抗匹配的方法主要有兩個,一是改變阻抗力,二是調整傳輸線。
改變阻抗力就是通過電容、電感與負載的串并聯調整負載阻抗值,以達到源和負載阻抗匹配。
調整傳輸線是加長源和負載間的距離,配合電容和電感把阻抗力調整為零。此時信號不會發生發射,能量都能被負載吸收。高速PCB布線中,一般把數字信號的走線阻抗設計為50歐姆。一般規定同軸電纜基帶50歐姆,頻帶75歐姆,對絞線(差分)為85-100歐姆。
阻抗匹配的應用
對于一般的高頻信號領域,比如時鐘信號,總線信號,甚至高達幾百兆的DDR信號等,一般器件的收發端的感抗和容抗都比較小,相對電阻(即阻抗中的實部) 來說可以忽略不記,這時,阻抗匹配就只需要考慮實數部分就可以了。
在射頻領域,很多器件如天線,功放等其輸入輸出阻抗是非實數的(非純電阻),并且其虛部(容抗或者感抗) 很大以至于不可忽略,這時就要采用共軛匹配的方法。
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