Pagtutugma ng Impedance: Pormula, Sirkwito at mga Application

Ano ang Impedance Matching?

Ang impedance matching ay inilalarawan bilang proseso ng pagdisenyo ng input impedance at output impedance ng isang electrical load upang minimisahin ang signal reflection o maximisin ang power transfer ng load.

Ang isang electrical circuit ay binubuo ng mga power sources tulad ng amplifier o generator at electrical load tulad ng light bulb o transmission line na may source impedance. Ang source impedance na ito ay katumbas ng resistance sa series kasama ang reactance.

Ayon sa maximum power transfer theorem, kapag ang load resistance ay katumbas ng source resistance at load reactance ay katumbas ng negative ng source reactance, ang maximum power ay inililipat mula sa source patungo sa load. Ito ang nangangahulugan na ang maximum power ay maaaring ilipat kung ang load impedance ay katumbas ng complex conjugate ng source impedance.

Sa kaso ng DC circuit, ang frequency ay hindi isinasama. Kaya, ang kondisyon ay nasasapat kung ang load resistance ay katumbas ng source resistance. Sa kaso ng AC circuit, ang reactance ay depende sa frequency. Kaya, kung ang impedance ay matched para sa isang frequency, maaaring hindi magmatch kung ang frequency ay binago.

Smith Chart Impedance Matching

Ang smith chart ay inimbento ni Philip H Smith at T. Mizuhashi. Ito ay isang graphical calculator na ginagamit para sa pag-solve ng mahahalagang problema ng transmission lines at matching circuits. Ang pamamaraan na ito ay ginagamit din para ipakita ang pag-uugali ng RF parameter sa isang o higit pang frequencies. 

Ginagamit ang smith chart para ipakita ang mga parametro tulad ng impedances, admittances, noise figure circles, scattering parameters, reflection coefficient, at mechanical vibrations, atbp. Kaya, ang karamihan sa mga RF analysis software ay kasama ang smith chart para ipakita dahil ito ang isa sa pinaka-mahalagang pamamaraan para sa RF engineers.

May tatlong uri ng smith charts;

• Impedance Smith Charts (Z Charts)

• Admittance Smith Charts (Y Charts)

• Immittance Smith Charts (YZ Charts)

Impedance Matching Circuit and Formula

Para sa isang ibinigay na load resistance R, hahanapin natin ang circuit na match ang driving resistance R’ sa frequency ω0. At disenyo natin ang L matching circuit (tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba).

Hahanapin natin ang admittance (Yin) ng circuit sa itaas.

Isaisip na ang Resistor (R) at Inductor (L) ay nasa series. At ang kombinasyon na ito ay nasa parallel sa Capacitor (C). Kaya, ang Impedance ay,