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楼主: debugme

[讨论] 请问什么是阻抗匹配,请高手进来指点一二,一个非常奇怪的问题

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发表于 2006-10-11 17:40:00 | 显示全部楼层

我觉得在源和负载端都是匹配的,可能是楼主的算法有问题。

用楼主的结构做了一个匹配,在源端和负载端都是匹配的。
负载到源的匹配是100-j15匹配到25+j15,源到负载的匹配是25-j15到100+j15。
[upload=jpg]UploadFile/2006-10/061011@52RD_load to source.jpg[/upload]
[upload=jpg]UploadFile/2006-10/061011@52RD_source to load.jpg[/upload][br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

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发表于 2006-12-2 20:08:00 | 显示全部楼层
<DIV class=quote><B>以下是引用<I>dhb1223</I>在2006-9-1 13:32:00的发言:</B>
楼主问的精细,不错,从源端看进去是matching了,可是net 内部是有反射存在的,这就是matching net的作用,就是以一种自己产出的反射波来抵消原来的反射从而达到没有信号反射到源端,也就是匹配的目的。

hope this helps。

<P align=right><FONT color=red>+1 RD币</FONT></P></DIV>


我也有一个问题想不明白,当采用1/4波长传输线来匹配时,1/4波长传输线的特性阻抗Z0=(Zs*Zl)^0.5,线上阻抗Zline(d)=Z0*(Zl+j*Z0tan(Bd))/(Z0+j*Zltan(Bd)),可得Zline(0)=Zl,Zline(1/4入)=Zs,从阻抗连续的角度来看1/4波长传输线使源阻抗和负载阻抗达到了完全匹配。可是如果用反射系数公式来算时,S11=(Zs-Z0)/(Zs+Z0),S22=(Zl-Z0)/(Zl+Z0),S11和S22都不等于零阿,这个该如何解释呢?
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发表于 2006-12-2 20:32:00 | 显示全部楼层
12楼说得没错,可以很简单的看出,做好一边的匹配,另外一边自然就匹配了
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发表于 2006-12-2 21:17:00 | 显示全部楼层
<DIV class=quote><B>以下是引用<I>seu_tang</I>在2006-12-2 20:32:00的发言:</B>
12楼说得没错,可以很简单的看出,做好一边的匹配,另外一边自然就匹配了</DIV>


对于楼主那个LC匹配电路,12楼是说得没错,可是我问的关于1/4波长传输线的问题您知道是为什么吗?
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发表于 2006-12-2 23:24:00 | 显示全部楼层
<DIV class=quote><B>以下是引用<I>wlei</I>在2006-9-12 9:55:00的发言:</B>
阻抗匹配有三种:
1.负载阻抗匹配:就是负载阻抗ZL等于传输线的特性阻抗Z0,此时负载不产生反射波
2.电源的无反射阻抗匹配:指电源的内阻抗Zg等于传输线的特性阻抗Z0,这种电源称为匹配源,此时可以消除由于负载失配所引起的电源的反射,但实际上Zg=Z0很难做到,为此,可在电源的输出端插入一个隔离器或去耦衰减器.
3.电源的共轭阻抗匹配:指电源端的传输线输入阻抗Zin与电源的内阻抗Zg互为共轭复数此时电源的输出功率最大,负载此时也得到最大的功率为
         Pmax=1/2(|Eg|*2)/(4Rg)</DIV>


搂主说得已经比较透彻,但是有一个小问题:源匹配时是指源阻抗等于输入阻抗,此时的输入阻抗不一定为特性特性阻抗[br]<p align=right><font color=red>+1 RD币</font></p>
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发表于 2006-12-3 00:16:00 | 显示全部楼层
<DIV class=quote><B>以下是引用<I>debugme</I>在2006-8-17 10:34:00的发言:</B>
请问什么是阻抗匹配,请高手进来指点一二
如图,因源端阻抗与负载阻抗不匹配,从而使得输出功率不能以最大的值输出(因阻抗不匹配,存在反射),故需有一matching Network来进行阻抗匹配(阻抗复数共扼),但如此图,有一事不明,源端到matching Network是匹配啦(功率可以以最大值输出),但是Mathcing Network与负载仍然不匹配,那么到达负载的功率仍然达不到最大,依然有反射。所以我想问问大虾所谓的阻抗匹配是从源端看出,包括匹配网络和负载在内的阻抗与源端成共扼还是其它???正如我刚才所说,若源端与Matching Network匹配啦,但Matching Network与负载不匹配,那依然有反射呀,所以现在对匹配有些糊涂,请高手指点一二,谢谢


[upload=jpg]UploadFile/2006-8/06817@52RD_阻抗匹配.JPG[/upload]</DIV>


总结一下讨论吧:
  搂主吧负载的阻抗匹配和源匹配以及共轭匹配有些混淆了,其中共轭匹配有个结论是在无耗的互易的双端口其中一个面上达到了共轭匹配,那么在这个网络上(包括我们经常接触的传输线)任何一个面上都是共轭匹配,这一点可以有两种解释:
  在一个面上达到最大功率传输(共轭匹配),那么经过无耗网络不吸收任何能量,所以在达到阻性元件之前功率是没有衰减的,所以其他面上也是共轭匹配
      另外一种理解方法是使用smith圆图,任意找一个点旋转一下就可以知道。
所以搂主提出,在源端看达到共轭匹配了,功率传输最大,但是匹配网络跟负载没有匹配所以匹配网络传给负载的功率不是最大是不正确的。应该说从负载端口向源看,匹配网络及源仍然与负载是共轭匹配,所以仍然是最大功率传输。但是需要说明的是此时负载没有达到无反射的负载阻抗匹配,即负载面的反射系数不为0,这一点就需要认真理解三种匹配的概念,前面已有高手介绍:
1. 负载阻抗匹配 2.源阻抗匹配 2.源共轭匹配[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>
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发表于 2006-12-3 12:03:00 | 显示全部楼层
<DIV class=quote><B>以下是引用<I>casrf</I>在2006-12-3 0:16:00的发言:</B>



总结一下讨论吧:
  搂主吧负载的阻抗匹配和源匹配以及共轭匹配有些混淆了,其中共轭匹配有个结论是在无耗的互易的双端口其中一个面上达到了共轭匹配,那么在这个网络上(包括我们经常接触的传输线)任何一个面上都是共轭匹配,这一点可以有两种解释:
  在一个面上达到最大功率传输(共轭匹配),那么经过无耗网络不吸收任何能量,所以在达到阻性元件之前功率是没有衰减的,所以其他面上也是共轭匹配
      另外一种理解方法是使用smith圆图,任意找一个点旋转一下就可以知道。
所以搂主提出,在源端看达到共轭匹配了,功率传输最大,但是匹配网络跟负载没有匹配所以匹配网络传给负载的功率不是最大是不正确的。应该说从负载端口向源看,匹配网络及源仍然与负载是共轭匹配,所以仍然是最大功率传输。但是需要说明的是此时负载没有达到无反射的负载阻抗匹配,即负载面的反射系数不为0,这一点就需要认真理解三种匹配的概念,前面已有高手介绍:
1. 负载阻抗匹配 2.源阻抗匹配 2.源共轭匹配</DIV>


我还是不太明白,共轭匹配的目的就是要达到最大功率传输,所谓的最大功率传输难道不是指没有功率反射吗?如果反射系数不为零,那就代表有部分功率不能被负载所吸收,那还能达到最大功率传输吗?
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发表于 2006-12-3 12:08:00 | 显示全部楼层
<DIV class=quote><B>以下是引用<I>casrf</I>在2006-12-3 0:16:00的发言:</B>



总结一下讨论吧:
  搂主吧负载的阻抗匹配和源匹配以及共轭匹配有些混淆了,其中共轭匹配有个结论是在无耗的互易的双端口其中一个面上达到了共轭匹配,那么在这个网络上(包括我们经常接触的传输线)任何一个面上都是共轭匹配,这一点可以有两种解释:
  在一个面上达到最大功率传输(共轭匹配),那么经过无耗网络不吸收任何能量,所以在达到阻性元件之前功率是没有衰减的,所以其他面上也是共轭匹配
      另外一种理解方法是使用smith圆图,任意找一个点旋转一下就可以知道。
所以搂主提出,在源端看达到共轭匹配了,功率传输最大,但是匹配网络跟负载没有匹配所以匹配网络传给负载的功率不是最大是不正确的。应该说从负载端口向源看,匹配网络及源仍然与负载是共轭匹配,所以仍然是最大功率传输。但是需要说明的是此时负载没有达到无反射的负载阻抗匹配,即负载面的反射系数不为0,这一点就需要认真理解三种匹配的概念,前面已有高手介绍:
1. 负载阻抗匹配 2.源阻抗匹配 2.源共轭匹配</DIV>


按照casrf的理解,是不是说1/4波长传输线起到的是最大功率传输的作用,即传输线两端分别与源阻抗和负载阻抗达到了共轭匹配,但是并没有达到阻抗匹配,所以两个端面都是存在反射的?
那么阻抗匹配(反射系数为零)的目的是什么呢?
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发表于 2006-12-3 12:21:00 | 显示全部楼层
对于高速数字电路设计,一般考虑的是阻抗匹配,其目的是为了避免信号反射所造成的关于信号完整性的问题。而对于射频电路,应该考虑的主要是功率传输问题吧,那么在哪些环节上应该考虑阻抗匹配呢?

   [br]<p align=right><font color=red>+1 RD币</font></p>
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发表于 2006-12-3 13:17:00 | 显示全部楼层
既然是匹配,那就要考慮源 AND 負載的阻抗,考慮好了,那麼不管從源看,或者從負載看,都達到匹配
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发表于 2006-12-4 09:28:00 | 显示全部楼层
楼上说得很对,支持[em05][em06]
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发表于 2006-12-4 12:16:00 | 显示全部楼层
<DIV class=quote><B>以下是引用<I>tina_whj</I>在2006-12-3 12:08:00的发言:</B>



按照casrf的理解,是不是说1/4波长传输线起到的是最大功率传输的作用,即传输线两端分别与源阻抗和负载阻抗达到了共轭匹配,但是并没有达到阻抗匹配,所以两个端面都是存在反射的?
那么阻抗匹配(反射系数为零)的目的是什么呢?</DIV>


1/4波长的传输线不一定达到了共轭匹配啊,这个得看你实际电路,主要是负载的大小,这个举一个简单例子,假如负载为20欧姆的实数负载,那么经过1/4波长后输入阻抗是50*50/20=125欧姆,这样没有达到共轭匹配[br]<p align=right><font color=red>+1 RD币</font></p>
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发表于 2008-2-10 12:15:00 | 显示全部楼层
个人认为匹配要分为集总式和分布式,前者单从源/负载阻抗(阻抗变换)角度来理解(当一个电压源负载的阻抗等其内阻时其有最大的输出功率),后者则要牵涉进分布式的LC参数,如传输线,谈到传输线特性阻抗的匹配,其实是和一般的阻抗匹配是完全不同的概念,这点大家请自己理解。[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>
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发表于 2008-2-18 09:02:00 | 显示全部楼层

。。。。。

一切還是具體到實際比較有指導意義。怎么量匹配網絡左端的阻抗,如果銅管是焊在3,4的位置,那么3.4後面的匹配電路是否要斷開?如果不斷開,那網路分析儀怎么知道你量測的到底是3.4前面的s參數,還是3,4後面的s參數。量的時候電路應該是不通電的吧,怎么有的工程師說可以在工作狀態下測試。?為什麽呢?》分析儀裡面不是有功率源嘛?》[upload=jpg]UploadFile/2008-2/08218@52RD_1.JPG[/upload]

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发表于 2008-3-14 13:36:00 | 显示全部楼层
其实,共扼匹配的时候,已经把阻抗匹配已经计算在内了,所以共扼匹配时,电源输出功率最大,同时,不存在反射,使得最大功率被负载所吸收。
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发表于 2008-3-14 18:09:00 | 显示全部楼层
谈点个人理解
由于L,C是非耗能元件,所以可以用来作为匹配网络部件。
实现共轭匹配的目的就是消除从源端到负载端的阻抗虚部分量(储能部分),达到能量最大传给负载。至于负载能否全部吸收,就要看另一个参数——终端匹配反射情况,此时要求从负载向源端看过去的视在阻抗等于负载阻抗,因不存在阻抗变化,从而没有反射。
注:实际上负载终端是有反射的,而正是由于有了这个匹配网络,不断的把反射的能量一次次再送回负载,从而实现了终端匹配。

楼主的负载由于是复数,所以让人困惑。个人认为,终端的负载匹配,就是要求从终端看进去的阻抗等于负载阻抗。 我们实际应用中应该避免阻抗有虚部分量,因为它会将能量存储下来,不利于应用。除非特殊应用。
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发表于 2008-3-15 01:25:00 | 显示全部楼层
传输线上任一点的反射系数如何计算?是否相等?请高手解答[em14]
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发表于 2008-3-15 10:26:00 | 显示全部楼层
[quote]
以下是引用pa-crazy在2008-3-15 1:25:00的发言:
传输线上任一点的反射系数如何计算?是否相等?请高手解答[em14]
[quote]
幅度相等,相位不等。
Z(l)=ZL*exp(-j*beta*l)
ZL是终端反射系数
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发表于 2008-3-15 14:03:00 | 显示全部楼层
如果是不均匀传输线呢?假设负载50欧,串四分之一波长35欧传输线,这时阻抗变换到24.5欧,再串40欧传输线,在这段传输线上任一点的反射系数如何计算?按公式:反射系数=(Zin(z)-Zc)/(Zin(z)+Zc),Zc=40欧吗?Zin(z)倒是好计算。这段传输线上的反射系数是“幅度相等,相位不等”吗?计算出来不是
[em13]
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发表于 2008-3-15 16:06:00 | 显示全部楼层
不好意思,算错了,确实是幅度相等,相位不等。这里终端反射系数=(24.5-40)/(24.5+40)。得出一个结论:在一段均匀传输线上(某一特性阻抗)其反射系数的模是相等的,在阻抗不连续处(如串另一特性阻抗传输线)反射系数才会变化。另外有个问题,相位不等的物理意义是什么呢?[em13][em14]
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