Impedanso suderinimo principai

Pagrindinis varžos suderinimo principas

1. grynosios varžos grandinė

Vidurinės mokyklos fizikoje elektra išsakė tokią problemą: R elektros prietaisų varža, prijungta prie E elektros potencialo, r akumuliatoriaus bloko vidinė varža, kokiomis sąlygomis maitinimo šaltinio galia yra didžiausia?Kai išorinė varža yra lygi vidinei varžai, išorinės grandinės maitinimo šaltinio išėjimo galia yra didžiausia, o tai yra grynai varžinis grandinės galios atitikimas.Jei pakeičiama kintamosios srovės grandine, ji taip pat turi atitikti R = r grandinės sąlygas.

2. reaktyvinė grandinė

Impedanso grandinė yra sudėtingesnė nei grynos varžos grandinė, be varžos grandinėje yra kondensatorių ir induktorių.Komponentai ir veikia žemo dažnio arba aukšto dažnio kintamosios srovės grandinėse.Kintamosios srovės grandinėse kintamosios srovės trukdžių varža, talpa ir induktyvumas vadinami varža, pažymėta raide Z. Iš jų trukdantis talpos ir induktyvumo poveikis kintamajai srovei atitinkamai vadinamas talpine reaktyvumu ir ir indukcine reaktyvumu.Talpinės ir indukcinės reaktyvumo vertės yra susijusios su veikiančios kintamos srovės dažniu, be pačios talpos ir induktyvumo dydžio.Verta paminėti, kad reaktyvinėje grandinėje varžos R vertės, indukcinė reaktyvumas ir talpinė varža dvigubai negali būti pridedami naudojant paprastą aritmetinį, bet dažniausiai naudojamą varžos trikampio metodą.Taigi, varžos grandinė pasiekti atitikimo nei grynai varžinės grandinės būti sudėtingesnė, be to, įvesties ir išvesties grandines varžos komponento reikalavimai yra vienodi, bet taip pat reikalauja, kad reaktyvumo komponentas būtų vienodo dydžio ir priešingo ženklo (konjugato atitikimo). );arba varžinis komponentas ir reaktyvumo komponentai yra vienodi (neatspindintis atitikimas).Čia nurodomas reaktyvumas X, ty indukcinis XL ir talpinis reaktyvumas XC (tik nuoseklioms grandinėms, jei lygiagrečią grandinę apskaičiuoti sudėtingiau).Kad būtų įvykdytos pirmiau nurodytos sąlygos, tai vadinama impedanso suderinimu, apkrova, kuri gali gauti didžiausią galią.

Varžos suderinimo raktas yra tas, kad priekinės pakopos išėjimo varža yra lygi galinės pakopos įvesties varžai.Įvesties varža ir išėjimo varža yra plačiai naudojamos visų lygių elektroninėse grandinėse, visų rūšių matavimo prietaisuose ir visų rūšių elektroniniuose komponentuose.Taigi, kas yra įvesties varža ir išvesties varža?Įvesties varža yra grandinės varža su signalo šaltiniu.Kaip parodyta 3 paveiksle, jo įvesties varža turi pašalinti signalo šaltinį E ir vidinę varžą r iš AB galų į lygiavertę varžą.Jo reikšmė yra Z = UI / I1, tai yra įėjimo įtampos ir įėjimo srovės santykis.Signalo šaltiniui stiprintuvas tampa jo apkrova.Skaitmeniškai ekvivalentinė stiprintuvo apkrovos vertė yra įėjimo varžos vertė.Įvesties varžos dydis skirtingoms grandinėms nėra vienodas.

Pavyzdžiui, kuo didesnė multimetro įtampos bloko įėjimo varža (vadinama įtampos jautrumu), tuo mažesnis šuntas bandomoje grandinėje ir tuo mažesnė matavimo paklaida.Kuo mažesnė srovės bloko įėjimo varža, tuo mažesnis įtampos padalijimas į bandomą grandinę, taigi ir matavimo paklaida.Galios stiprintuvams, kai signalo šaltinio išėjimo varža yra lygi stiprintuvo grandinės įėjimo varžai, tai vadinama impedanso suderinimu, o tada stiprintuvo grandinė gali gauti didžiausią galią išėjime.Išėjimo varža yra grandinės varža prieš apkrovą.Kaip ir 4 paveiksle, grandinės įvesties pusės maitinimas yra trumpai sujungtas, apkrovos išėjimo pusė pašalinama, ekvivalentinė varža iš kompaktinio disko išėjimo pusės vadinama išėjimo varža.Jei apkrovos varža nėra lygi išėjimo varžai, vadinamai impedanso neatitikimu, apkrova negali gauti maksimalios galios.Išėjimo įtampos U2 ir išėjimo srovės I2 santykis vadinamas išėjimo varža.Išėjimo varžos dydis priklauso nuo skirtingų grandinių, turinčių skirtingus reikalavimus.

Pavyzdžiui, įtampos šaltiniui reikalinga maža išėjimo varža, o srovės šaltiniui reikalinga didelė išėjimo varža.Stiprintuvo grandinės išėjimo varžos vertė rodo jos gebėjimą išlaikyti apkrovą.Paprastai maža išėjimo varža lemia didelę apkrovą.Jei išėjimo varža negali būti suderinta su apkrova, norint pasiekti suderinimą, galima pridėti transformatorių arba tinklo grandinę.Pavyzdžiui, tranzistorinis stiprintuvas paprastai yra prijungtas prie išėjimo transformatoriaus tarp stiprintuvo ir garsiakalbio, o stiprintuvo išėjimo varža suderinama su pirmine transformatoriaus varža, o antrinė transformatoriaus varža suderinama su garsiakalbis.Antrinė transformatoriaus varža yra suderinta su garsiakalbio varža.Transformatorius paverčia varžos santykį per pirminės ir antrinės apvijų posūkių santykį.Faktinėse elektroninėse grandinėse dažnai susiduriama su signalo šaltiniu ir stiprintuvo grandine arba stiprintuvo grandine, o apkrovos varža nėra lygi situacijai, todėl jų negalima tiesiogiai sujungti.Sprendimas yra pridėti atitinkamą grandinę arba tinklą tarp jų.Galiausiai reikia pažymėti, kad varžos suderinimas taikomas tik elektroninėms grandinėms.Kadangi elektroninėse grandinėse perduodamų signalų galia yra silpna, norint padidinti išėjimo galią, reikia suderinti.Elektros grandinėse į suderinimą paprastai neatsižvelgiama, nes tai gali sukelti per didelę išėjimo srovę ir sugadinti prietaisą.

Impedanso suderinimo taikymas

Bendriesiems aukšto dažnio signalams, tokiems kaip laikrodžio signalai, magistralės signalai ir net iki kelių šimtų megabaitų DDR signalų ir kt., bendra įrenginio siųstuvo-imtuvo indukcinė ir talpinė varža yra santykinai maža, santykinė varža (ty tikroji varža), kurios gali būti nepaisoma, ir šiuo metu varžos atitikimui reikia atsižvelgti tik į tikrąją galios dalį.

Radijo dažnio srityje daugelis prietaisų, tokių kaip antenos, stiprintuvai ir kt., jo įvesties ir išėjimo varža nėra reali (ne gryna varža), o įsivaizduojama jo dalis (talpinė ar indukcinė) yra tokia didelė, kad jos negalima ignoruoti. , tada turime naudoti konjugato atitikimo metodą.