Khớp Trở: Công thức, Mạch & Ứng dụng

Điều gì là Khớp trở kháng?

Khớp trở kháng được định nghĩa là quá trình thiết kế trở kháng đầu vào và trở kháng đầu ra của tải điện để giảm thiểu phản xạ tín hiệu hoặc tối đa hóa công suất truyền tải của tải.

Một mạch điện bao gồm nguồn điện như amplifier hoặc generator và tải điện như bóng đèn hoặc đường dây truyền có trở kháng nguồn. Trở kháng nguồn này tương đương với điện trở nối tiếp với phản kháng.

Theo định lý truyền tải công suất tối đa, khi điện trở tải bằng điện trở nguồn và phản kháng tải bằng âm của phản kháng nguồn, công suất tối đa được truyền từ nguồn đến tải. Điều này có nghĩa là công suất có thể được truyền tối đa nếu trở kháng tải bằng số phức liên hợp của trở kháng nguồn.

Trong trường hợp của mạch DC, tần số không được xem xét. Do đó, điều kiện được thỏa mãn nếu điện trở tải bằng điện trở nguồn. Trong trường hợp của mạch AC, phản kháng phụ thuộc vào tần số. Do đó, nếu trở kháng được khớp cho một tần số thì có thể không khớp nếu tần số thay đổi.

Biểu đồ Smith Khớp trở kháng

Biểu đồ Smith được phát minh bởi Philip H Smith và T. Mizuhashi. Đây là máy tính đồ họa được sử dụng để giải quyết các vấn đề phức tạp của đường dây truyền dẫn và mạch khớp. Phương pháp này cũng được sử dụng để hiển thị hành vi của các tham số RF ở một hoặc nhiều tần số.

Biểu đồ Smith được sử dụng để hiển thị các tham số như trở kháng, độ dẫn, vòng tròn nhiễu, các tham số tán xạ, hệ số phản xạ và dao động cơ học, v.v. Do đó, hầu hết các phần mềm phân tích RF đều bao gồm biểu đồ Smith để hiển thị vì đây là một trong những phương pháp quan trọng nhất cho kỹ sư RF.

Có ba loại biểu đồ Smith;

• Biểu đồ Smith Trở kháng (Z Charts)

• Biểu đồ Smith Độ dẫn (Y Charts)

• Biểu đồ Smith Trở kháng và Độ dẫn (YZ Charts)

Mạch và Công thức Khớp trở kháng

Đối với một tải điện trở R đã cho, chúng ta sẽ tìm một mạch khớp với điện trở lái R’ tại tần số ω0. Và chúng ta thiết kế mạch L khớp (như hình dưới).

Hãy tìm độ dẫn (Yin) của mạch trên.

Giả sử rằng, Điện trở (R) và Cuộn cảm (L) nằm song song. Và tổ hợp này song song với Dung (C). Do đó, Trở kháng là,