I. Das Grundprinzip der Impedanzanpassung
1. Reine Widerstandsschaltung
Physik und Elektrizität haben ein solches Problem aufgezeigt: ein Widerstand von R-Geräten, verbunden mit einem Potential E, Innenwiderstand von r-Batteriepaket, unter welchen Bedingungen ist die Leistungsabgabe des Netzteils maximal? Wenn der Außenwiderstand gleich dem Innenwiderstand ist, ist die Leistungsabgabe von der Stromversorgung an die externe Schaltung maximal, was die Leistungsanpassung einer reinen Widerstandsschaltung ist. Wenn er durch einen Wechselstromkreis ersetzt wird, muss dieser auch R=r diese Bedingung erfüllen, damit der Stromkreis übereinstimmt.
2. Reaktanzkreis
Reaktanzschaltungen sind komplexer als reine Widerstandsschaltungen, zusätzlich zu Widerständen befinden sich Kondensatoren und Induktivitäten in der Schaltung. Komponenten und arbeiten in Niederfrequenz- oder Hochfrequenz-Wechselstromkreisen. Im Wechselstromkreis wird die Impedanz von Widerstand, Kapazität und Induktivität gegenüber Wechselstrom als Impedanz bezeichnet, die durch den Buchstaben Z gekennzeichnet ist. Darunter wird die Kapazität bzw. Induktivität gegenüber der Impedanz von Wechselstrom als kapazitiver Widerstand und induktiver Widerstand und bezeichnet. Neben der Kapazität und Induktivität selbst hängt der Wert des kapazitiven und induktiven Widerstands von der Größe der Frequenz des Wechselstroms bei der Arbeit ab. Es ist erwähnenswert, dass in einem Reaktanzkreis die Werte von Widerstand R, Induktivität und Kapazität nicht durch einfache arithmetische Summation, sondern durch die Impedanzdreiecksmethode berechnet werden können. Daher ist die Anpassung der Reaktanzschaltung komplexer als die reine Widerstandsschaltung, zusätzlich müssen die Widerstandskomponenten der Eingangs- und Ausgangsschaltungen gleich sein, erfordern aber auch die Reaktanzkomponenten von gleicher Größe und entgegengesetztem Vorzeichen (konjugierte Anpassung). ; oder die Widerstands- und Reaktanzkomponenten sind gleich (nicht reflektierende Anpassung). Die Reaktanz X ist hier die Differenz aus induktivem Widerstand XL und kapazitivem Widerstand XC (nur bei Reihenschaltung, wenn die Parallelschaltung komplizierter zu berechnen ist). Das Erfüllen der oben genannten Bedingungen wird als Impedanzanpassung bezeichnet, die Last, die die maximale Leistung erhalten kann.
Der Schlüssel zur Impedanzanpassung ist, dass die Ausgangsimpedanz der Frontstufe gleich der Eingangsimpedanz der Backstage ist. Die Eingangsimpedanz und die Ausgangsimpedanz werden häufig in elektronischen Schaltungen auf allen Ebenen, verschiedenen Messgeräten und verschiedenen elektronischen Komponenten verwendet. Was ist also die Eingangsimpedanz und die Ausgangsimpedanz? Die Eingangsimpedanz ist die Impedanz der Schaltung zur Signalquelle.
Zum Beispiel:Je höher die Eingangsimpedanz (als Spannungsempfindlichkeit bezeichnet) des Spannungsblocks im Multimeter ist, desto kleiner ist der Shunt zum zu testenden Schaltkreis, desto kleiner ist der Messfehler. Und je niedriger die Eingangsimpedanz des Stromblocks, desto kleiner die Spannungsteilung der zu testenden Schaltung und desto kleiner der Messfehler. Wenn bei Leistungsverstärkern die Ausgangsimpedanz der Signalquelle gleich der Eingangsimpedanz der Verstärkerschaltung ist, spricht man von Impedanzanpassung, und dann kann die Verstärkerschaltung die maximale Leistung am Ausgang erhalten. Die Ausgangsimpedanz ist die Impedanz der Schaltung, die mit der Last spricht.
Zum Beispiel:Eine Spannungsquelle erfordert eine niedrige Ausgangsimpedanz, während eine Stromquelle eine hohe Ausgangsimpedanz erfordert. Bei einer Verstärkerschaltung zeigt der Wert der Ausgangsimpedanz ihre Fähigkeit an, die Last zu tragen. Wenn die Ausgangsimpedanz klein ist, ist die Fähigkeit, die Last zu tragen, normalerweise stark. Wenn die Ausgangsimpedanz und die Last nicht angepasst werden können, kann ein Transformator oder eine Netzwerkschaltung hinzugefügt werden, um die Anpassung zu erreichen. Beispielsweise ist der Ausgangstransformator normalerweise zwischen den Transistorverstärker und den Lautsprecher geschaltet, und die Ausgangsimpedanz des Verstärkers passt zu der Primärimpedanz des Transformators, und die Sekundärimpedanz des Transformators passt zu der Impedanz des Lautsprechers. Der Transformator transformiert das Impedanzverhältnis durch das Windungsverhältnis der Primär- und Sekundärwicklung. In der eigentlichen elektronischen Schaltung treffen oft Signalquelle und Verstärkerschaltung oder Verstärkerschaltung und Lastimpedanz aufeinander, so dass sie nicht direkt verbunden werden können. Die Lösung besteht darin, eine Anpassungsschaltung oder ein Anpassungsnetzwerk zwischen ihnen hinzuzufügen. Als letzte Anmerkung gilt die Impedanzanpassung nur für elektronische Schaltungen. Da die in elektronischen Schaltungen übertragene Signalleistung von Natur aus schwach ist, ist eine Anpassung erforderlich, um die Ausgangsleistung zu erhöhen. In elektrischen Schaltungen wird die Anpassung im Allgemeinen nicht berücksichtigt, da sonst der Ausgangsstrom zu hoch wird und das Gerät beschädigt wird.
II. die Anwendung der Impedanzanpassung
Für allgemeine Hochfrequenzsignalfelder wie Taktsignale, Bussignale und sogar DDR-Signale bis zu mehreren hundert Megabyte usw. sind der induktive und kapazitive Widerstand des allgemeinen Transceivers relativ klein im Verhältnis zum Widerstand (d Realteil der Impedanz) kann ignoriert werden, zu diesem Zeitpunkt muss die Impedanzanpassung nur den Realteil darauf berücksichtigen.
Im HF-Bereich sind die Eingangs- und Ausgangsimpedanzen vieler Geräte wie Antennen, Verstärker usw. nicht reell (kein reiner Widerstand), und ihr Imaginärteil (kapazitiver oder induktiver Widerstand) ist so groß, dass er nicht ignoriert werden kann , und dann sollte die konjugierte Übereinstimmungsmethode verwendet werden.
