Prinsip asas padanan impedans
1. litar rintangan tulen
Dalam fizik sekolah menengah, elektrik telah memberitahu masalah sedemikian: rintangan R peralatan elektrik, disambungkan kepada potensi elektrik E, rintangan dalaman r pek bateri, dalam keadaan apakah output kuasa bekalan kuasa adalah yang terbesar?Apabila rintangan luaran adalah sama dengan rintangan dalaman, output kuasa bekalan kuasa ke litar luaran adalah yang terbesar, iaitu padanan kuasa litar rintangan semata-mata.Jika digantikan dengan litar AC, yang sama juga mesti memenuhi syarat-syarat litar R = r untuk dipadankan.
2. litar tindak balas
Litar impedans adalah lebih kompleks daripada litar rintangan tulen, selain rintangan dalam litar terdapat kapasitor dan induktor.Komponen, dan berfungsi dalam litar AC frekuensi rendah atau frekuensi tinggi.Dalam litar AC, rintangan, kemuatan dan kearuhan halangan arus ulang-alik dipanggil impedans, ditunjukkan oleh huruf Z. Daripada jumlah ini, kesan menghalang kemuatan dan kearuhan pada arus ulang-alik dipanggil reaktans kapasitif dan dan reaktans induktif dan masing-masing.Nilai reaktans kapasitif dan reaktans aruhan adalah berkaitan dengan kekerapan arus ulang alik yang dikendalikan sebagai tambahan kepada saiz kemuatan dan kearuhan itu sendiri.Perlu diingat bahawa, dalam litar reaktans, nilai rintangan R, reaktans induktif dan reaktans kapasitif berganda tidak boleh ditambah dengan aritmetik mudah, tetapi kaedah triangulasi impedans yang biasa digunakan untuk mengira.Oleh itu, litar impedans untuk mencapai padanan daripada litar perintang semata-mata untuk menjadi lebih kompleks, sebagai tambahan kepada litar input dan output dalam keperluan komponen rintangan adalah sama, tetapi juga memerlukan komponen reaktans yang sama saiz dan tanda yang bertentangan (konjugat padanan );atau komponen rintangan dan komponen reaktans adalah sama (padanan bukan reflektif).Di sini merujuk kepada reaktans X, iaitu induktif XL dan beza reaktans kapasitif XC (hanya untuk litar siri, jika litar selari lebih rumit untuk dikira).Untuk memenuhi syarat di atas dipanggil padanan impedans, beban yang boleh mendapat kuasa maksimum.
Kunci kepada pemadanan impedans ialah impedans keluaran peringkat hadapan adalah sama dengan galangan input peringkat belakang.Impedans input dan impedans keluaran digunakan secara meluas dalam litar elektronik di semua peringkat, semua jenis alat pengukur dan semua jenis komponen elektronik.Jadi apakah impedans input dan impedans keluaran?Impedans input ialah impedans litar kepada sumber isyarat.Seperti yang ditunjukkan dalam penguat Rajah 3, impedans inputnya adalah untuk mengeluarkan sumber isyarat E dan rintangan dalaman r, dari hujung AB ke impedans setara.Nilainya ialah Z = UI / I1, iaitu nisbah voltan masukan dan arus masukan.Untuk sumber isyarat, penguat menjadi bebannya.Secara berangka, nilai beban setara penguat ialah nilai galangan input.Saiz galangan input tidak sama untuk litar yang berbeza.
Sebagai contoh, semakin tinggi impedans input (dipanggil kepekaan voltan) bagi blok voltan multimeter, semakin kecil shunt pada litar yang diuji dan semakin kecil ralat pengukuran.Semakin rendah impedans input blok semasa, semakin kecil pembahagian voltan ke litar yang sedang diuji, dan dengan itu semakin kecil ralat pengukuran.Untuk penguat kuasa, apabila impedans keluaran sumber isyarat adalah sama dengan impedans input litar penguat, ia dipanggil padanan impedans, dan kemudian litar penguat boleh memperoleh kuasa maksimum pada output.Galangan keluaran ialah galangan litar terhadap beban.Seperti dalam Rajah 4, bekalan kuasa bahagian input litar adalah litar pintas, bahagian output beban dikeluarkan, impedans setara dari bahagian output CD dipanggil impedans keluaran.Jika impedans beban tidak sama dengan impedans keluaran, dipanggil ketidakpadanan impedans, beban tidak boleh mendapatkan output kuasa maksimum.Nisbah voltan keluaran U2 dan arus keluaran I2 dipanggil impedans keluaran.Saiz impedans keluaran bergantung pada litar yang berbeza mempunyai keperluan yang berbeza.
Sebagai contoh, sumber voltan memerlukan impedans keluaran yang rendah, manakala sumber arus memerlukan impedans keluaran yang tinggi.Untuk litar penguat, nilai impedans keluaran menunjukkan keupayaannya untuk membawa beban.Biasanya, galangan keluaran yang kecil menghasilkan kapasiti membawa beban yang tinggi.Jika galangan keluaran tidak dapat dipadankan dengan beban, pengubah atau litar rangkaian boleh ditambah untuk mencapai padanan.Sebagai contoh, penguat transistor biasanya disambungkan kepada pengubah keluaran antara penguat dan pembesar suara, dan impedans keluaran penguat dipadankan dengan impedans utama pengubah, dan impedans sekunder pengubah dipadankan dengan impedans penceramah.Galangan sekunder pengubah dipadankan dengan galangan pembesar suara.Transformer mengubah nisbah impedans melalui nisbah lilitan belitan primer dan sekunder.Dalam litar elektronik sebenar, sering ditemui dengan sumber isyarat dan litar penguat atau litar penguat dan galangan beban tidak sama dengan keadaan, jadi mereka tidak boleh disambungkan secara langsung.Penyelesaiannya adalah dengan menambah litar atau rangkaian yang sepadan di antara mereka.Akhir sekali, perlu diingatkan bahawa padanan impedans hanya terpakai untuk litar elektronik.Oleh kerana kuasa isyarat yang dihantar dalam litar elektronik sememangnya lemah, pemadanan diperlukan untuk meningkatkan kuasa keluaran.Dalam litar elektrik, pemadanan biasanya tidak dipertimbangkan, kerana ia boleh menyebabkan arus keluaran yang berlebihan dan kerosakan pada perkakas.
Penggunaan Padanan Impedans
Untuk isyarat frekuensi tinggi am, seperti isyarat jam, isyarat bas, malah sehingga beberapa ratus megabait isyarat DDR, dll., impedans induktif dan kapasitif transceiver peranti am adalah agak kecil, rintangan relatif (iaitu, bahagian sebenar impedans) yang boleh diabaikan, dan pada ketika ini, padanan impedans hanya perlu mengambil kira bahagian sebenar tin.
Dalam bidang frekuensi radio, banyak peranti seperti antena, penguat, dan lain-lain, impedans input dan outputnya tidak nyata (bukan rintangan tulen), dan bahagian khayalannya (kapasitif atau induktif) sangat besar sehingga tidak boleh diabaikan. , maka kita mesti menggunakan kaedah padanan konjugat.
Masa siaran: 17 Ogos 2023