आवर्तन अनुकूलन: सूत्र, परिपथ र अनुप्रयोग

Impedance Matching क्या है?

Impedance matching एक प्रक्रिया है जिसमें इलेक्ट्रिकल लोड के इनपुट और आउटपुट impedance को डिजाइन किया जाता है ताकि सिग्नल की प्रतिबिम्बन को कम किया जा सके या लोड में शक्ति के संचरण को अधिकतम किया जा सके।

एक इलेक्ट्रिकल सर्किट में विद्युत स्रोत जैसे amplifier या generator और इलेक्ट्रिकल लोड जैसे एक बल्ब या ट्रांसमिशन लाइन होते हैं, जिनमें स्रोत impedance होता है। यह स्रोत impedance रिझिस्टेंस और रिएक्टेंस के श्रृंखला में समतुल्य होता है।

अधिकतम शक्ति संचरण प्रमेय के अनुसार, जब लोड रिझिस्टेंस स्रोत रिझिस्टेंस के बराबर होता है और लोड रिएक्टेंस स्रोत रिएक्टेंस के नकारात्मक होता है, तो अधिकतम शक्ति स्रोत से लोड तक संचरित होती है। इसका अर्थ है कि अधिकतम शक्ति का संचरण तभी हो सकता है जब लोड impedance स्रोत impedance के समिश्र संयुग्मी के बराबर हो।

DC सर्किट के मामले में, आवृत्ति को ध्यान में नहीं रखा जाता है। इसलिए, यदि लोड रिझिस्टेंस स्रोत रिझिस्टेंस के बराबर हो, तो शर्त संतुष्ट होती है। AC सर्किट के मामले में, रिएक्टेंस आवृत्ति पर निर्भर करता है। इसलिए, यदि एक आवृत्ति के लिए impedance मेल खाता है, तो आवृत्ति को बदलने पर यह मेल नहीं खाता।

Smith Chart Impedance Matching

Smith chart फिलिप एच स्मिथ और टी. मिजुहाशी द्वारा आविष्कृत किया गया था। यह एक ग्राफिकल कैलकुलेटर है जो ट्रांसमिशन लाइनों और मैचिंग सर्किट के जटिल समस्याओं को हल करने के लिए उपयोग किया जाता है। यह विधि एक या अधिक आवृत्तियों पर RF पैरामीटरों की व्यवहार को दिखाने के लिए भी उपयोग की जाती है। 

Smith chart जैसे पैरामीटरों को दिखाने के लिए उपयोग किया जाता है, जैसे impedances, admittances, नोइज फिगर सर्कल, स्कैटरिंग पैरामीटर, प्रतिबिम्बन गुणांक और यांत्रिक दोलन आदि। इसलिए, अधिकांश RF विश्लेषण सॉफ्टवेयर में एक smith chart शामिल होता है, क्योंकि यह RF इंजीनियरों के लिए सबसे महत्वपूर्ण विधियों में से एक है।

smith charts के तीन प्रकार हैं;

• Impedance Smith Charts (Z Charts)

• Admittance Smith Charts (Y Charts)

• Immittance Smith Charts (YZ Charts)

Impedance Matching Circuit और सूत्र

दिए गए लोड रिझिस्टेंस R, हम एक सर्किट ढूंढेंगे जो आवृत्ति ω0 पर चालक रिझिस्टेंस R’ के साथ मेल खाता हो। और हम L मैचिंग सर्किट (नीचे दिए गए चित्र के रूप में) डिजाइन करेंगे।

चलिए ऊपर दिए गए सर्किट का admittance (Yin) ज्ञात करें।

मान लीजिए कि, रिझिस्टेंस (R) और इंडक्टर (L) श्रृंखला में हैं। और यह संयोजन कैपेसिटर (C) के समान्तर में ह