射頻電路阻抗匹配原理
2021-01-03 電子發燒友發表於 2017-11-13 09:00:18
射頻簡稱RF射頻就是射頻電流，它是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。每秒變化小於1000次的交流電稱為低頻電流，大於1000次的稱為高頻電流，而射頻就是這樣一種高頻電流。有線電視系統就是採用射頻傳輸方式的
在電子學理論中，電流流過導體，導體周圍會形成磁場；交變電流通過導體，導體周圍會形成交變的電磁場，稱為電磁波。
在電磁波頻率低於100khz時，電磁波會被地表吸收，不能形成有效的傳輸，但電磁波頻率高於100khz時，電磁波可以在空氣中傳播，並經大氣層外緣的電離層反射，形成遠距離傳輸能力，我們把具有遠距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻，英文縮寫：RF
信號傳輸過程中負載阻抗和信源內阻抗之間的特定配合關係。一件器材的輸出阻抗和所連接的負載阻抗之間所應滿足的某種關係，以免接上負載後對器材本身的工作狀態產生明顯的影響。對電子設備互連來說，例如信號源連放大器，前級連後級，只要後一級的輸入阻抗大於前一級的輸出阻抗5-10倍以上，就可認為阻抗匹配良好；對於放大器連接音箱來說，電子管機應選用與其輸出端標稱阻抗相等或接近的音箱，而電晶體放大器則無此限制，可以接任何阻抗的音箱。
輸入端阻抗匹配時，傳輸線獲得最大功率；在輸出端阻抗匹配的情況下，傳輸線上只有向終端行進的電壓波和電流波，攜帶的能量全部為負載所吸收。
在阻抗失配的情況下，傳輸線上將同時存在-射波和應射波。
從傳輸的角度來說，總是竭力避免阻抗失配現象的出現，因為反射波的出現，意味著遞送到傳輸線終端的功率不能全部為負載所吸收，降低了傳輸效率；在輸送功率較高的情況下，電壓或電流的波腹有可能損壞傳輸線的介質；而且傳輸線始端的輸入阻抗隨頻率而變化，輸送多頻信號時，將因機、線阻抗難於匹配而出現失真。
阻抗匹配的程度常用電壓反射係數來衡量。
在低頻電路中，大多數放大器是電壓放大器。該電路要求與負載阻抗相比，信號源阻抗要非常低。假如一個傳感器或信號源的輸出阻抗是25Ω，一旦接收此信號的放大器的輸人阻抗遠大於25Ω時，這個電路就能正常工作了。「遠大於」的物理意義就是要大1O倍以上，雖然有時要求大100倍以上。因此對於25Ω的信號源來說，雖然最苛刻的條件要求輸入阻抗是2500Ω，而實際放大器的典型輸入阻抗要遠小於這個值。
射頻電路與此有一些不同。射頻放大器通常按照功率參數區分，即使在功率級別很低時也是如此。大多數情況下，射頻電路擁有固定的系統阻抗（50Ω、75Ω、300Ω和600Ω是普通的，其中50Ω的應用最為普遍），電路的所有單元都要求與系統阻抗相匹配。與低頻下放大器典型的高輸入阻抗和低輸出阻抗不同，大多數射頻放大器有相同的輸人和輸出阻抗（通常是500）。
系統阻抗的失配會引起問題，特別是在考慮功率傳遞時（記住：要得到最大的功率傳遞，源與負載阻抗必須相等），會出現信號損失。射頻電路經常通過使用變壓器或阻抗匹配網絡來調配源與負載的阻抗。
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