射频电路阻抗匹配原理

来源:网络整理 作者:2017年11月13日 09:00

  射频电路

  射频简称RF射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流,大于1000次的称为高频电流,而射频就是这样一种高频电流。有线电视系统就是采用射频传输方式的

  在电子学理论中,电流流过导体,导体周围会形成磁场;交变电流通过导体,导体周围会形成交变的电磁场,称为电磁波。

  在电磁波频率低于100khz时,电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输,但电磁波频率高于100khz时,电磁波可以在空气中传播,并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力,我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频,英文缩写:RF

  射频电路阻抗匹配原理

  阻抗匹配

  信号传输过程中负载阻抗和信源内阻抗之间的特定配合关系。一件器材的输出阻抗和所连接的负载阻抗之间所应满足的某种关系,以免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显的影响。对电子设备互连来说,例如信号源连放大器,前级连后级,只要后一级的输入阻抗大于前一级的输出阻抗5-10倍以上,就可认为阻抗匹配良好;对于放大器连接音箱来说,电子管机应选用与其输出端标称阻抗相等或接近的音箱,而晶体管放大器则无此限制,可以接任何阻抗的音箱。

  输入端阻抗匹配时,传输线获得最大功率;在输出端阻抗匹配的情况下,传输线上只有向终端行进的电压波和电流波,携带的能量全部为负载所吸收。

  在阻抗失配的情况下,传输线上将同时存在-射波和应射波。

  从传输的角度来说,总是竭力避免阻抗失配现象的出现,因为反射波的出现,意味着递送到传输线终端的功率不能全部为负载所吸收,降低了传输效率;在输送功率较高的情况下,电压或电流的波腹有可能损坏传输线的介质;而且传输线始端的输入阻抗随频率而变化,输送多频信号时,将因机、线阻抗难于匹配而出现失真。

  阻抗匹配的程度常用电压反射系数来衡量。

  射频电路阻抗匹配原理

  射频电路阻抗匹配原理

  在低频电路中,大多数放大器是电压放大器。该电路要求与负载阻抗相比,信号源阻抗要非常低。假如一个传感器或信号源的输出阻抗是25Ω,一旦接收此信号的放大器的输人阻抗远大于25Ω时,这个电路就能正常工作了。“远大于”的物理意义就是要大1O倍以上,虽然有时要求大100倍以上。因此对于25Ω的信号源来说,虽然最苛刻的条件要求输入阻抗是2500Ω,而实际放大器的典型输入阻抗要远小于这个值。

  射频电路与此有一些不同。射频放大器通常按照功率参数区分,即使在功率级别很低时也是如此。大多数情况下,射频电路拥有固定的系统阻抗(50Ω、75Ω、300Ω和600Ω是普通的,其中50Ω的应用最为普遍),电路的所有单元都要求与系统阻抗相匹配。与低频下放大器典型的高输入阻抗和低输出阻抗不同,大多数射频放大器有相同的输人和输出阻抗(通常是500)。

  系统阻抗的失配会引起问题,特别是在考虑功率传递时(记住:要得到最大的功率传递,源与负载阻抗必须相等),会出现信号损失。射频电路经常通过使用变压器或阻抗匹配网络来调配源与负载的阻抗。

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