Osnovni princip usklađivanja impedancije
1. krug čistog otpora
U srednjoškolskoj fizici, električna energija je rekla takav problem: otpor R električnih uređaja, povezanih s električnim potencijalom E, unutarnji otpor r baterijskog paketa, pod kojim je uvjetima izlazna snaga napajanja najveća?Kada je vanjski otpor jednak unutarnjem otporu, izlazna snaga napajanja vanjskog kruga je najveća, što je čisto otporno podudaranje snage kruga.Ako se zamijeni strujnim krugom izmjenične struje, isti također mora ispunjavati uvjete za R = r strujni krug da bi se podudarao.
2. strujni krug reaktancije
Strujni krug impedancije je složeniji od kruga čistog otpora, osim otpora u krugu postoje kondenzatori i induktori.Komponente i rad u niskofrekventnim ili visokofrekventnim AC krugovima.U krugovima izmjenične struje, otpor, kapacitet i induktivitet zapreke izmjenične struje naziva se impedancija, označena slovom Z. Od njih, ometajući učinak kapaciteta i induktiviteta na izmjeničnu struju naziva se kapacitivna reaktancija i induktivna reaktancija odnosno.Vrijednost kapacitivne reaktancije i induktivne reaktancije povezana je s frekvencijom izmjenične struje koja radi uz veličinu samog kapaciteta i induktiviteta.Vrijedno je napomenuti da se u krugu reaktancije vrijednost otpora R, induktivne reaktancije i dvostruke kapacitivne reaktancije ne može dodati jednostavnom aritmetikom, već se za izračunavanje koristi metoda triangulacije impedancije.Dakle, krug impedancije za postizanje podudaranja od čisto otporničkih krugova je složeniji, osim ulaznih i izlaznih krugova u otporničkim komponentama zahtjevi su jednaki, ali također zahtijeva komponentu reaktancije jednake veličine i predznaka suprotnosti (konjugirano podudaranje );ili su otporna komponenta i komponente reaktancije jednake (nereflektirajuće usklađivanje).Ovdje se misli na reaktanciju X, odnosno razliku induktivne XL i kapacitivne reaktancije XC (samo za serijske krugove, ako je paralelni krug složeniji za izračunavanje).Ispunjavanje gore navedenih uvjeta naziva se usklađivanje impedancije, opterećenje koje može dobiti maksimalnu snagu.
Ključ za usklađivanje impedancije je da je izlazna impedancija prednjeg stupnja jednaka ulaznoj impedanciji stražnjeg stupnja.Ulazna impedancija i izlazna impedancija naširoko se koriste u elektroničkim sklopovima na svim razinama, svim vrstama mjernih instrumenata i svim vrstama elektroničkih komponenti.Dakle, što su ulazna i izlazna impedancija?Ulazna impedancija je impedancija kruga prema izvoru signala.Kao što je prikazano na slici 3. pojačalo, njegova ulazna impedancija služi za uklanjanje izvora signala E i unutarnjeg otpora r s krajeva AB u ekvivalentnu impedanciju.Njegova vrijednost je Z = UI / I1, odnosno omjer ulaznog napona i ulazne struje.Za izvor signala, pojačalo postaje njegovo opterećenje.Numerički, ekvivalentna vrijednost opterećenja pojačala je vrijednost ulazne impedancije.Veličina ulazne impedancije nije ista za različite krugove.
Na primjer, što je veća ulazna impedancija (koja se naziva osjetljivost na napon) naponskog bloka multimetra, to je manji shunt na ispitnom krugu i manja je pogreška mjerenja.Što je niža ulazna impedancija strujnog bloka, to je manja podjela napona u ispitnom krugu, a time i manja pogreška mjerenja.Za pojačala snage, kada je izlazna impedancija izvora signala jednaka ulaznoj impedanciji kruga pojačala, to se naziva usklađivanje impedancije, i tada krug pojačala može dobiti maksimalnu snagu na izlazu.Izlazna impedancija je impedancija kruga protiv opterećenja.Kao na slici 4, napajanje ulazne strane kruga je kratko spojeno, izlazna strana opterećenja je uklonjena, ekvivalentna impedancija s izlazne strane CD-a naziva se izlazna impedancija.Ako impedancija opterećenja nije jednaka izlaznoj impedanciji, što se naziva neusklađenost impedancije, opterećenje ne može dobiti maksimalnu izlaznu snagu.Omjer izlaznog napona U2 i izlazne struje I2 naziva se izlazna impedancija.Veličina izlazne impedancije ovisi o različitim sklopovima koji imaju različite zahtjeve.
Na primjer, izvor napona zahtijeva nisku izlaznu impedanciju, dok izvor struje zahtijeva visoku izlaznu impedanciju.Za krug pojačala, vrijednost izlazne impedancije pokazuje njegovu sposobnost da nosi opterećenje.Obično mala izlazna impedancija rezultira velikim kapacitetom opterećenja.Ako se izlazna impedancija ne može uskladiti s opterećenjem, može se dodati transformator ili mrežni krug kako bi se postigla usklađenost.Na primjer, tranzistorsko pojačalo obično je spojeno na izlazni transformator između pojačala i zvučnika, a izlazna impedancija pojačala usklađena je s primarnom impedancijom transformatora, a sekundarna impedancija transformatora usklađena je s impedancijom zvučnik.Sekundarna impedancija transformatora usklađena je s impedancijom zvučnika.Transformator transformira omjer impedancije kroz omjer zavoja primarnog i sekundarnog namota.U stvarnim elektroničkim sklopovima, često se susreću s izvorom signala i krugom pojačala ili krugom pojačala, a impedancija opterećenja nije jednaka situaciji, tako da se ne mogu izravno spojiti.Rješenje je dodati odgovarajući krug ili mrežu između njih.Konačno, treba napomenuti da je usklađivanje impedancije primjenjivo samo na elektroničke sklopove.Budući da je snaga signala koji se prenose u elektroničkim krugovima sama po sebi slaba, potrebno je usklađivanje kako bi se povećala izlazna snaga.U električnim krugovima podudaranje se općenito ne uzima u obzir jer može dovesti do prekomjerne izlazne struje i oštećenja uređaja.
Primjena usklađivanja impedancije
Za općenite visokofrekventne signale, kao što su signali takta, signali sabirnice, pa čak i do nekoliko stotina megabajta DDR signala, itd., opća induktivna i kapacitivna impedancija primopredajnika uređaja je relativno mala, relativni otpor (tj. stvarni dio impedancija) koja se može zanemariti, au ovom trenutku, usklađivanje impedancije treba uzeti u obzir samo stvarni dio može biti.
U području radiofrekvencije, mnogim uređajima kao što su antene, pojačala itd., njihova ulazna i izlazna impedancija nije stvarna (nije čisti otpor), a njen imaginarni dio (kapacitivni ili induktivni) je toliko velik da se ne može zanemariti , tada moramo koristiti metodu konjugiranog sparivanja.
Vrijeme objave: 17. kolovoza 2023