Emparejamiento de Impedancia: Fórmula, Circuito y Aplicaciones

¿Qué es la Coincidencia de Impedancia?

La coincidencia de impedancia se define como el proceso de diseñar la impedancia de entrada y la impedancia de salida de una carga eléctrica para minimizar la reflexión de la señal o maximizar la transferencia de potencia de la carga.

Un circuito eléctrico consta de fuentes de alimentación como un amplificador o un generador y una carga eléctrica como una bombilla o una línea de transmisión que tienen una impedancia de fuente. Esta impedancia de fuente es equivalente a una resistencia en serie con reactancia.

Según el teorema de la máxima transferencia de potencia, cuando la resistencia de la carga es igual a la resistencia de la fuente y la reactancia de la carga es igual al negativo de la reactancia de la fuente, se transfiere la máxima potencia desde la fuente a la carga. Esto significa que se puede transferir la máxima potencia si la impedancia de la carga es igual a la conjugada compleja de la impedancia de la fuente.

En el caso de un circuito DC, no se considera la frecuencia. Por lo tanto, se satisface la condición si la resistencia de la carga es igual a la resistencia de la fuente. En el caso de un circuito AC, la reactancia depende de la frecuencia. Por lo tanto, si la impedancia está ajustada para una frecuencia, puede no estarlo si la frecuencia cambia.

Coincidencia de Impedancia con el Diagrama de Smith

El diagrama de Smith fue inventado por Philip H Smith y T. Mizuhashi. Es una calculadora gráfica utilizada para resolver problemas complejos de líneas de transmisión y circuitos de coincidencia. Este método también se utiliza para mostrar el comportamiento de los parámetros RF en una o más frecuencias. 

El diagrama de Smith se usa para mostrar parámetros como impedancias, admitancias, círculos de figura de ruido, parámetros de dispersión, coeficiente de reflexión y vibraciones mecánicas, etc. Por lo tanto, la mayoría de los software de análisis RF incluyen un diagrama de Smith para mostrar, ya que es uno de los métodos más importantes para los ingenieros RF.

Existen tres tipos de diagramas de Smith;

• Diagramas de Smith de Impedancia (Z Charts)

• Admitancia Diagramas de Smith (Y Charts)

• Diagramas de Smith de Immittance (YZ Charts)

Circuito y Fórmula de Coincidencia de Impedancia

Para una resistencia de carga dada R, encontraremos un circuito que coincida con la resistencia de conducción R’ a la frecuencia ω0. Y diseñamos un circuito de coincidencia L (como se muestra en la figura a continuación).

Encontremos la admitancia (Yin) del circuito anterior.

Consideremos que, el Resistor (R) y el Inductor (L) están en serie. Y esta combinación está en paralelo con el Capacitor (C). Por lo tanto, la impedancia es,