Emparelhamento de Impedância: Fórmula, Circuito e Aplicações

O que é Matching de Impedância

Matching de impedância é definido como o processo de projetar a impedância de entrada e a impedância de saída de uma carga elétrica para minimizar a reflexão do sinal ou maximizar a transferência de potência da carga.

Um circuito elétrico consiste em fontes de energia como amplificador ou gerador e carga elétrica como lâmpada ou linha de transmissão que têm uma impedância de fonte. Essa impedância de fonte é equivalente à resistência em série com reatância.

De acordo com o teorema de máxima transferência de potência, quando a resistência da carga é igual à resistência da fonte e a reatância da carga é igual ao negativo da reatância da fonte, a máxima potência é transferida da fonte para a carga. Isso significa que a máxima potência pode ser transferida se a impedância da carga for igual ao conjugado complexo da impedância da fonte.

No caso de um circuito DC, a frequência não é considerada. Portanto, a condição é satisfeita se a resistência da carga for igual à resistência da fonte. No caso de um circuito AC, a reatância depende da frequência. Portanto, se a impedância estiver ajustada para uma frequência, pode não estar ajustada se a frequência for alterada.

Matching de Impedância no Smith Chart

O smith chart foi inventado por Philip H Smith e T. Mizuhashi. É uma calculadora gráfica usada para resolver problemas complexos de linhas de transmissão e circuitos de matching. Este método também é usado para exibir o comportamento dos parâmetros RF em uma ou mais frequências.

O smith chart é usado para exibir parâmetros como impedâncias, admitâncias, círculos de figura de ruído, parâmetros de dispersão, coeficiente de reflexão e vibrações mecânicas, etc. Portanto, a maioria dos softwares de análise RF inclui um smith chart para exibição, pois é um dos métodos mais importantes para engenheiros RF.

Existem três tipos de smith charts;

• Smith Charts de Impedância (Z Charts)

• Smith Charts de Admitância (Y Charts)

• Smith Charts de Immitância (YZ Charts)

Circuito e Fórmula de Matching de Impedância

Para uma dada resistência de carga R, encontraremos um circuito que faça o matching com a resistência de condução R' na frequência ω0. E projetamos um circuito de matching L (como mostrado na figura abaixo).

Vamos encontrar a admitância (Yin) do circuito acima.

Considerando que, o resistor (R) e o indutor (L) estão em série. E essa combinação está em paralelo com o capacitor (C). Portanto, a impedância é,