純技術(shù)視角：解讀阻抗匹配和高頻電阻射頻阻抗響應(yīng)

一直以來(lái)，阻抗都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對(duì)大家的興趣點(diǎn)所在，小編將從技術(shù)視角解讀阻抗匹配的緣由，并對(duì)高頻電阻的射頻阻抗響應(yīng)予以解讀，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看下文。

一、深度解讀為什么要阻抗匹配

阻抗匹配的作用是調(diào)整負(fù)載功率和抑制信號(hào)反射。

● 調(diào)整負(fù)載功率

負(fù)載的功率由兩者的阻抗匹配度決定。對(duì)于一個(gè)理想化的純電阻電路或者低頻電路，由電感、電容引起的電抗值基本可以忽略，此時(shí)電路的阻抗來(lái)源主要為電阻。

電路中電流I=U/(r+R)，負(fù)載功率P=I*I*R。由以上兩個(gè)方程可得當(dāng) R= r時(shí)P功率取得最大值，Pmax=U*U/(4*r)。

● 抑制信號(hào)反射

當(dāng)信號(hào)傳輸中如果傳輸線上發(fā)生特性阻抗突變也會(huì)發(fā)生反射。波長(zhǎng)與頻率成反比，低頻信號(hào)的波長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳輸線的長(zhǎng)度，因此一般不用考慮反射問(wèn)題。

負(fù)載阻抗跟傳輸線的特征阻抗應(yīng)該相等，這是傳輸線的阻抗匹配， 如果不匹配，則會(huì)形成反射，能量傳遞不過(guò)去，降低效率;會(huì)在傳輸線上形成駐波導(dǎo)致傳輸線的有效功率容量降低;功率發(fā)射不出去，甚至?xí)p壞發(fā)射設(shè)備。當(dāng)信號(hào)的波長(zhǎng)與傳輸線長(zhǎng)出于相同量級(jí)時(shí)反射的信號(hào)易與原信號(hào)混疊，影響信號(hào)質(zhì)量。通過(guò)阻抗匹配可有效減少、消除高頻信號(hào)反射。

發(fā)端輸入阻抗=收端輸出阻抗，1.傳輸線和信號(hào)源阻抗匹配 , 2.傳輸線和負(fù)載阻抗匹配，

輸入阻抗 輸入阻抗是指一個(gè)電路輸入端的等效阻抗。在輸入端上加上一個(gè)電壓源U，測(cè)量輸入端的電流I，則輸入阻抗Rin就是U/I。

輸出阻抗 無(wú)論信號(hào)源或放大器還有電源，都有輸出阻抗的問(wèn)題。輸出阻抗就是一個(gè)信號(hào)源的內(nèi)阻 我們常用一個(gè)理想電壓源串聯(lián)一個(gè)電阻r的方式來(lái)等效一個(gè)實(shí)際的電壓源。這個(gè)跟理想電壓源串聯(lián)的電阻r，就是(信號(hào)源/放大器輸出/電源)內(nèi)阻了。當(dāng)這個(gè)電壓源給負(fù)載供電時(shí)，就會(huì)有電流 I 從這個(gè)負(fù)載上流過(guò)，并在這個(gè)電阻上產(chǎn)生 I×r 的電壓降。

二、高頻電阻的射頻阻抗響應(yīng)解讀

1、高頻電阻的等效模型

在高頻信號(hào)電路中，電阻不是單純的只有電阻R，而是還有電感，電感L模擬引線，電容Ca用于模擬電荷的分離效應(yīng)，電容Cb用于模擬內(nèi)部引線電容。如下圖所示。

2、高頻電阻的射頻阻抗響應(yīng)

高頻電阻的阻抗可以用下列式子進(jìn)行計(jì)算。

下圖描述的是電阻器的阻抗絕對(duì)值和頻率之間的關(guān)系：

解析：

在低頻時(shí)(比如頻率小于1MHz時(shí))，其電阻器的阻抗是R。

當(dāng)頻率超過(guò)一定值時(shí)(比如超過(guò)5MHz時(shí))，寄生電容Ca的影響逐漸明顯，使得電阻器的阻抗下降。

當(dāng)頻率到達(dá)一定值時(shí)，比如到了Ghz時(shí)，出現(xiàn)了一個(gè)諧振點(diǎn)，使整個(gè)電阻器的阻抗值達(dá)到了最低，通常來(lái)講會(huì)出現(xiàn)多個(gè)諧振點(diǎn)。

當(dāng)頻率超過(guò)諧振點(diǎn)頻率之后，由于電感效應(yīng)的增強(qiáng)，使得整個(gè)電阻器的阻抗又繼續(xù)上升。

最后，小編誠(chéng)心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀，對(duì)小編來(lái)說(shuō)都是莫大的鼓勵(lì)和鼓舞。最后的最后，祝大家有個(gè)精彩的一天。