Impedancia illesztés: Formula, áramkör és alkalmazások

Mi a tárterhelés egyeztetése?

A tárterhelés egyeztetését úgy definiáljuk, mint az olyan folyamatot, amelyben a forrás és a terhelés be- és kimenőtárterhelését oly módon tervezik, hogy minimalizálják a jelvisszaverődést, vagy maximalizálják a terhelésbe átadott teljesítményt.

Az elektromos áramkör tartalmaz energiát termelő forrásokat, például erősítőket vagy generátort, valamint elektromos terhelést, mint például egy lámpát vagy továbbító vonalat, melyeknek van egy forrástárterhelése. Ez a forrástárterhelés ekvivalens egy ellenállással sorba állítva reaktancsval.

A maximális teljesítményátadási tét szerint, ha a terhelés ellenállása megegyezik a forrás ellenállásával, és a terhelés reaktancsa megegyezik a forrás reaktancsának negatív értékével, akkor a maximális teljesítmény kerül átadásra a forrásból a terhelésbe. Ez azt jelenti, hogy a maximális teljesítmény átadható, ha a terheléstárterhelés megegyezik a forrástárterhelés komplex konjugáltjával.

A DC áramkör esetén a frekvencia nem számít. Így, ha a terhelés ellenállása megegyezik a forrás ellenállásával, teljesül a feltétel. Az AC áramkör esetén a reaktancs a frekvenciától függ. Tehát, ha a tárterhelés egy frekvenciánál egyezik, más frekvenciánál már nem egyezhet meg.

Smith-diagram tárterhelés egyeztetése

A Smith-diagramot Philip H. Smith és T. Mizuhashi találta fel. Egy grafikus számológép, amelyet a továbbítóvonali és egyeztető áramkörök összetett problémáinak megoldására használnak. Ez a módszer szintén használható a RF paraméterek viselkedésének bemutatására egy vagy több frekvencián.

A Smith-diagram segítségével paramétereket, mint például tárterheléseket, áterheléseket, zajfigurázó köreket, szóródási paramétereket, visszaverődési együtthatókat és mechanikai rezgések, stb. jeleníthetünk meg. Mivel a legtöbb RF elemző szoftver tartalmaz Smith-diagramot, ami a legfontosabb módszer az RF mérnökök számára.

Van három típusú Smith-diagram:

• Tárterhelési Smith-diagramok (Z-diagramok)

• Áterhelési Smith-diagramok (Y-diagramok)

• Tárterhelési-áterhelési Smith-diagramok (YZ-diagramok)

Tárterhelés egyeztető áramkör és képlet

Adott terhelési ellenállás R mellett olyan áramkört keresünk, amely a ω0 frekvencián egyezteti a vezérlő ellenállást R’-vel. És tervezzük az L egyeztető áramkört (lásd az alábbi ábrát).

Keressük a fenti áramkör áterhelését (Yin).

Tegyük fel, hogy a Induktor (L) és az ellenállás (R) sorban vannak. Ez a kombináció párhuzamosan van a Kondenzátorral (C). Tehát a tárterhelés a következő: