π形阻抗匹配电路的构成
实验一 阻抗匹配 实验报告
实验一 :阻抗匹配 实验报告一、实验目的1. 了解基本的阻抗匹配理论及阻抗变换器的设计方法。
2. 利用实验模组实际测量以了解匹配电路的特性。
二、实验内容1、型阻抗转换器的S11及S21测量以了解Π型阻抗匹配电路的特性；测量MOD-2B: T 型阻抗转换器的S11及S21测量以了解T 型阻抗匹配电路的特性。
二、试验仪器项次 设 备 名 称 数 量 备 注1 MOTECH RF2000 测量仪 1套 亦可用网络分析仪2 阻抗交换器模组 1组 RF2KM2-1A(T 型，π型 3 50ΩBNC 连接线 2条 CA-1、CA-2 41M Ω BNC 连接线2条CA-3、CA-4三、实验原理（一） 基本阻抗匹配理论：如图2-1（a ）所示：输入信号经过传输以后，其输出功率与输入功率之间存在以下关系，信号的输出功率直接决定于输入阻抗与输出阻抗之比。
in out SSin S L LL S SL P k kP R V P R k R R R R V R I Pout ⋅+=⇒=⋅=⋅+=⋅=22222)1()(当R L =R S 时可获得最大输出功率，此时为阻抗匹配状态。
阻抗匹配电路也可以称为阻抗变换器。
（二)阻抗匹配电路 T 型阻抗匹配电路：RsRLVsV outπ 型阻抗匹配电路：五、实验步骤1、测量T 型阻抗转换器的S11及S21，了解T 型阻抗匹配电路的特性；测量π型阻抗转换器的S11及S21，了解π型阻抗匹配电路的特性。
2、准备 电脑、RF2000、连线、50Ω电阻等。
3、将RF-2000频段设定为Band3，将信号输入T 型阻抗转换器，再连接50Ω电阻，测量S11、S21；移除 电阻，并将信号输回FR2000，测量S11、S21。
记录实验结果。
4、将RF-2000频段设定为Band3，将信号输入π型阻抗转换器，再连接50Ω电阻，测量S11、S21；移除 电阻，并将信号输回FR2000，测量S11、S21。
π型滤波电路
四种∏型RC滤波电路数字电源模拟电源阻抗公式: Z=R+i(ωL-1/ωC) ω=2пfR---电阻ωL----感抗 1/ωC-----容抗1.典型∏型RC滤波电路图7-27所示就是典型的∏型RC滤波电路。
电路中的C1、C2就是两只滤波电容,R1就是滤波电阻,C1、R1与C2构成一节∏型RC滤波电路。
由于这种滤波电路的形式如同字母∏且采用了电阻、电容,所以称为∏型RC滤波电路。
ADP3211AMNG(集成电路IC)从电路中可以瞧出,∏型RC滤波电路接在整流电路的输出端。
这一电路的滤波原理就是:从整流电路输出的电压首先经过C1的滤波,将大部分的交流成分滤除,见图中的交流电流示意图。
经过C1滤波后的电压,再加到由R1与C2构成的滤波电路中,电容C2进一步对交流成分进行滤波,有少量的交流电流通过C2到达地线,见图中的电流所示。
这一滤波电路中共有两个直流电压输出端,分别输出U01、U02两个直流电压。
其中,U01只经过电容C1滤波;U02则经过了C1、R1与C2电路的滤波,所以滤波效果更好,直流输出电压U02中的交流成分更小。
上述两个直流输出电压的大小就是不同的,U01电压最高,一般这一电压直接加到功率放大器电路,或加到需要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中,这就是因为这一路直流输出电压没有经过滤波电阻,能够输出最大的直流电压与直流电流;直流输出电压U02稍低,这就是因为电阻R1对直流电压存在电压降,同时由于滤波电阻R1的存在,这一滤波电路输出的直流电流大小也受到了一定的限制。
2.多节∏型RC滤波电路关于实用的滤波电路中通常都就是多节的,即有几节∏型RC滤波电路组成,各节∏型RC滤波电路之间可以就是串联连接,也可以就是并联连接。
多节∏型RC滤波电路也就是由滤波电容与滤波电阻构成。
图7-29所示就是多节∏型RC滤波电路。
电路中,C1、C2、C3就是三只滤波电容,其中C1就是第一节的滤波电容,C3就是最后一节的滤波电容。
基于深度强化学习的Π型阻抗匹配网络多参数最优求解方法
第52卷第6期电力系统保护与控制Vol.52 No.6 2024年3月16日Power System Protection and Control Mar. 16, 2024 DOI: 10.19783/ki.pspc.230917基于深度强化学习的Π型阻抗匹配网络多参数最优求解方法胡正伟，夏思懿，王文彬，曹旺斌，谢志远(华北电力大学电子与通信工程系，河北 保定 071003)摘要：针对电力线信道阻抗变化复杂、负载阻抗不匹配造成通信质量差等问题，提出一种基于深度强化学习的Π型阻抗匹配网络多参数最优求解方法，并验证分析了深度强化学习对于寻找最优匹配参数的可行性。
首先，建立Π型网络结构，推导窄带匹配和宽带匹配场景下的最优匹配目标函数。
其次，采用深度强化学习，利用智能体的移动模拟实际匹配网络的元件参数变化，设置含有理论值与最优匹配值参数的公式作为奖励，构建寻优匹配模型。
然后，分别仿真验证了窄带匹配和宽带匹配两种应用场景并优化模型的网络参数。
最后，仿真结果证明，经过训练后的最优模型运行时间较短且准确度较高，能够较好地自动匹配电力线载波通信负载阻抗变化，改善和提高电力线载波通信质量。
关键词：深度强化学习；电力线通信；窄带匹配；宽带匹配Multi-parameter optimal solution method for Π-type impedance matching networksbased on deep reinforcement learningHU Zhengwei, XIA Siyi, WANG Wenbin, CAO Wangbin, XIE Zhiyuan(Department of Electrical & Electronic Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071003, China)Abstract: There are problems of complex power line channel impedance variation and poor load impedance mismatch.Thus a multi-parameter optimal solution method for a Π-type impedance matching network based on deep reinforcement learning is proposed, and the feasibility of deep reinforcement learning for finding the optimal matching parameters is verified and analyzed. First, the Π-type network structure is established to derive the objective function for the optimal matching in the narrowband matching and broadband matching scenarios. Secondly, deep reinforcement learning is used to use the movement of the agent to simulate the component parameters of the actual matching network, and set the formula containing the theoretical value and the optimal matching value of the parameters as a reward to build the optimal matching model. Then, this paper separately verifies the network parameters of narrowband matching and broadband matching application scenarios and optimizes the network parameters of the model. Finally, the simulation results prove that the trained optimal model has short running time and high accuracy. It can better automatically match the load impedance change of power line carrier communication, and improve the quality of power line carrier communication.This work is supported by the General Program of National Natural Science Foundation of China (No. 52177083).Key words: deep reinforcement learning; power line communication; narrowband matching; broadband matching0 引言随着科技的进步，电力线通信技术飞速发展，对电力线载波通信质量也提出了更高的要求[1-3]。
50欧姆阻抗调试方法π型电路
50欧姆阻抗调试方法π型电路π型电路是一种常见的电子电路，由于其在滤波和放大等方面的特殊性能，被广泛应用于通信系统、音频放大器、电源滤波电路等领域。
在调试过程中，主要涉及到如何确定电路的50欧姆阻抗并进行调整，下面将详细介绍π型电路的调试方法。
首先，我们需要明确π型电路的结构和基本组成元件。
π型电路由两个电容和一个电感串联而成，通常用于滤波电路中。
在π型电路中，电容可以起到低阻抗的作用，而电感则可以起到高阻抗的作用，这样可以实现对特定频率的信号进行滤波。
当电路的50欧姆阻抗匹配时，其输入和输出之间的阻抗就会达到最优，并能够有效地传输信号。
接下来，我们将详细介绍π型电路的调试步骤和方法。
步骤一：确定频率范围在调试π型电路之前，首先需要确定所需要的频率范围。
根据实际应用需求，选择合适的频率范围。
步骤二：选择合适的电容和电感根据所需的频率范围，选择合适的电容和电感。
电容和电感的数值需要根据频率来确定，一般可以使用公式进行计算，或者根据设计手册来选择。
步骤三：电容和电感的调试在调试π型电路时，首先需要调整电容和电感的数值，使得电路的阻抗能够接近50欧姆。
这一步骤可以通过实际测量和调整来完成。
测量方法可以使用示波器进行，将示波器的一个探头连接到π型电路的输入端，另一个探头连接到输出端。
然后，通过示波器可以观察到输入和输出之间的波形，通过调整电容和电感的数值，使得输入和输出之间的阻抗能够达到最优。
具体调试方法如下：1.调整电容：首先选择一个合适的初值，然后观察输出信号的波形。
如果波形不理想，可以微调电容的数值，直到达到最佳的阻抗匹配效果。
2.调整电感：选择合适的初值，观察输出信号的波形。
根据需要，可以增大或者减小电感的数值，直到达到最佳的阻抗匹配效果。
步骤四：测试和验证在完成电容和电感的调试后，需要进行一系列的测试和验证工作，以确保π型电路的性能和稳定性。
可以通过信号发生器输入不同频率的信号，并通过示波器观察输出信号的波形和频率响应，以验证电路的滤波效果。
阻抗变换与阻抗匹配
L-Ⅱ型匹配网络：
设：RL——负载电阻
信
RS——信号源内阻
号 源
当RS>RL时，采用L-II型网络匹配
Re——匹配后的负载电阻
匹配要求：（1）匹配后的负载电阻等于信号源内阻,即：Re= Rs （2）匹配后的网络对工作频率谐振
要分析的问题：已知 Rs(Re)、RL，根据匹配要求，求XS 、 XP
串并转换
2.3 阻抗变换与阻抗匹配
信号源/ 前级单元电路
负载/ 后级单元电路
RS（RO）
RL（Ri）
若RS ≠RL，阻抗不匹配，传输效率不高
信号源/ 前级单元电路
RS（ZO）
阻抗变换 网络
RL’（Ri’）
若RS= RL’ ，阻抗匹配，传输效率高
负载/ 后级单元电路 RL（Ri）
2.3.2 LC网络阻抗变换
Q
Re
X p1
Re' RL 1RQe 2
Xs1
QRL
Q 1Q2
Re
对L-I型：
Q1
RL 1 Re
RL()1 Re
Xp2
RL Q1
RL RL(1Q2)/Re1
X s2Q 1R e 1 R Q e2 R L(1Q )2/R e 1
X s X s 1 X s2 R eQ R 1 L ( 1 Q Q 22 )/R e 1
Re——匹配后的负载电阻
Re
由匹配的要求，应有： XP XP' RP' Re
由
R' P
RL(1Q2)
得出：
Q
Re 1 RL
由
Q
R
' P
X
' P
得出：
∏型阻抗匹配电路
∏型阻抗匹配电路
（实用版）
目录
1.阻抗匹配电路的概述
2.∏型阻抗匹配电路的原理
3.∏型阻抗匹配电路的应用
4.∏型阻抗匹配电路的优点与局限性
正文
一、阻抗匹配电路的概述
阻抗匹配电路，顾名思义，是指在电路系统中，通过特定的电路设计使得负载阻抗与源阻抗相等或者接近，从而实现能量高效传输的目的。
在实际应用中，阻抗匹配电路被广泛应用于无线通信、射频电路、信号处理等领域。
二、∏型阻抗匹配电路的原理
∏型阻抗匹配电路，是阻抗匹配电路的一种常见类型，其主要原理是利用电阻和电感之间的∏型连接，使得电路的阻抗在特定频率下呈现阻抗匹配的状态。
具体来说，∏型阻抗匹配电路由两个电阻和一个电感串联而成，电感的两端分别与两个电阻的一端相连，形成∏型结构。
三、∏型阻抗匹配电路的应用
∏型阻抗匹配电路在实际应用中，主要起到提高能量传输效率、减小信号反射和减小系统损耗的作用。
具体应用场景包括但不限于射频前端模块、放大器、天线等。
四、∏型阻抗匹配电路的优点与局限性
∏型阻抗匹配电路的优点主要体现在其结构简单、制作容易、匹配效
果良好等方面。
∏型阻抗匹配电路
∏型阻抗匹配电路摘要：1.介绍π型阻抗匹配电路的概念2.说明π型阻抗匹配电路的作用和应用领域3.详述π型阻抗匹配电路的构成和工作原理4.分析π型阻抗匹配电路的优缺点5.总结π型阻抗匹配电路的重要性和未来发展前景正文：一、π型阻抗匹配电路的概念π型阻抗匹配电路，是一种常见的阻抗匹配电路，主要用于微波通信系统、射频电路和无线通信系统等领域。
它的主要作用是在信号传输过程中，使得负载阻抗与源阻抗相互匹配，从而减小信号反射，提高传输效率。
二、π型阻抗匹配电路的作用和应用领域π型阻抗匹配电路的主要作用是匹配阻抗，提高信号传输效率。
在微波通信系统、射频电路和无线通信系统等领域，由于信号传输距离的增加，信号反射和损耗会降低信号质量，甚至导致信号丢失。
而π型阻抗匹配电路的应用，可以有效地解决这个问题，提高信号传输效率。
三、详述π型阻抗匹配电路的构成和工作原理π型阻抗匹配电路主要由两个电感器和一个电容器构成，其工作原理是利用电感器和电容器的谐振特性，使得电路的阻抗在特定频率下达到匹配。
具体来说，当信号频率为谐振频率时，电感器和电容器的阻抗相互抵消，从而实现阻抗匹配。
四、分析π型阻抗匹配电路的优缺点π型阻抗匹配电路的优点主要有：匹配效果好，能够有效地提高信号传输效率；结构简单，制作和调试方便；适用范围广，可以应用于不同频率范围的信号传输。
其缺点主要有：对电感器和电容器的参数要求较高，需要精确控制；存在一定的损耗，会对信号质量产生影响。
五、总结π型阻抗匹配电路的重要性和未来发展前景π型阻抗匹配电路在微波通信系统、射频电路和无线通信系统等领域具有重要的应用价值，是提高信号传输效率的关键技术。
随着科技的发展，特别是5G 通信技术的发展，对π型阻抗匹配电路的需求将会更大。
π形阻抗匹配电路的构成
图1是大家所熟知的作为高频阻抗匹配电路的π形匹配电路。
通过改变可变电容C1和C2的容量比，能够从RS＜RL到RS＞RL进行自由匹配。
另外，由于具有低通滤波器的构成，还具有除去高频波的能力。
图1 π形阻抗匹配电路的构成
举一个例子，如果要求fo=5MHz、RS＝50Ω、RL＝1kΩ时的各个常数，则
照片1是L＝7μH、C1＝750pF、C2＝170pF时的输入阻抗-频率特性。
该特性在负载短路时和断开时有很大的不同。
这和先前阐述的π形滤波器相同，断开时表示串联共振现象，阻抗下降到1Ω左右。
照片 1 π形阻抗匹配电路…由负载电阻RL的变化而引起的输人阻抗的变化（fo＝5MHz,RL＝0及∞，f＝1M～lOOMHz）
照片2是扩大测定共振频率附近的波形。
在RL＝1kΩ处变成宽频带的特性。
照片3不是测定输人阻抗ZIN，而是测定R±jX中的阻抗R成分。
在RL＝∞时R成分很大，不能向负载送人电力。
另外，在RL＝0时R成分在1Ω以下（z中几乎都是电抗成分），仍然会产生不匹配。
在RL＝1kΩ处，即被认为凡的频率处，约62Ω（计算值为50Ω），即使频率变化很大也不会产生大幅的变化。
π形匹配电路由于是阻抗匹配电路，所以其特征是可进行从＋jx（电感性）到一jx（电容性）的匹配。
线圈L使用抽头式可变电感器，电容C1、C2，使用空气可变电容。
照片2 π形阻抗匹配电路…由负载电阻RL变化而引起的输人阻抗的变化（fo＝5MHz，Rl＝0及∞，f＝4M～6MHz，线性跨度）
照片3 π形阻抗匹配电路的输人电阻R的变化（fo＝5MHz，RL＝0及∞，f＝4M～6MHz，线性跨度）。
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图1是大家所熟知的作为高频阻抗匹配电路的π形匹配电路。
通过改变可变电容C1和C2的容量比，能够从RS＜RL到RS＞RL进行自由匹配。
另外，由于具有低通滤波器的构成，还具有除去高频波的能力。
图1 π形阻抗匹配电路的构成
举一个例子，如果要求fo=5MHz、RS＝50Ω、RL＝1kΩ时的各个常数，则
照片1是L＝7μH、C1＝750pF、C2＝170pF时的输入阻抗-频率特性。
该特性在负载短
路时和断开时有很大的不同。
这和先前阐述的π形滤波器相同，断开时表示串联共振现象，阻抗下降到1Ω左右。
照片 1 π形阻抗匹配电路…由负载电阻RL的变化而引起的输人阻抗的变化（fo＝5MHz,RL＝0及∞，f＝1M～lOOMHz）
照片2是扩大测定共振频率附近的波形。
在RL＝1kΩ处变成宽频带的特性。
照片3不是测定输人阻抗ZIN，而是测定R±jX中的阻抗R成分。
在RL＝∞时R成分很大，不能向负载送人电力。
另外，在RL＝0时R成分在1Ω以下（z中几乎都是电抗成分），仍然会产生不匹配。
在RL＝1kΩ处，即被认为凡的频率处，约62Ω（计算值为50Ω），即使频率变化很大也不会产生大幅的变化。
π形匹配电路由于是阻抗匹配电路，所以其特征是可进行从＋jx（电感性）到一jx（电容性）的匹配。
线圈L使用抽头式可变电感器，电容C1、C2，使用空气可变电容。
照片2 π形阻抗匹配电路…由负载电阻RL变化而引起的输人阻抗的变化（fo＝5MHz，Rl＝0及∞，f＝4M～6MHz，线性跨度）
照片3 π形阻抗匹配电路的输人电阻R的变化（fo＝5MHz，RL＝0及∞，f＝4M～6MHz，线性跨度）
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