输入阻抗、输出阻抗、阻抗匹配分析_.
功放前后级之间的搭配及与音箱的匹配
功放前后级之间的搭配及与音箱的匹配现今市面上日系的AV功放大多被认为功率不够，因此有此说。
很多人就不明白，日本人也算是聪明的民族之 一了，怎么净推出些“推不动”的功放来推人家的音箱？另一方面：功放功率储备说，又怎么理解。
莫非日系低端功放正常推的时候是没什么问题的，一到大动态的时候就露怯---那些电声学家们一致忘记了该给自己设计的产品有一定的功率储备，来应付不时之 需？所以，我们要用比这款功放力道大的来推？ 这所谓“储备”又应该用什么来衡量哪？储备多少才够用？“推不动”！什么叫“推不动”！我要不要加后级这是我在论坛听到最多的问题。
简单地说，“推不动“ 就是功率稍大的时候失真迅速增加，而且难以实现全频段的平衡。
或者对于负载的阻抗变化容易产生很大的失真，从而难以实现全频段的平衡。
作为天逸 HD5250后级及WTS功放全国总代理的技术顾问一个从事音响技术的人士给大家谈论下,首先我要说音箱单元与后级之间阻抗关糸。
深圳功放维修阻抗是音响圈中最常看到的字眼了，但是它到底意所何指呢？许多人在看到喇叭标示的阻抗值是四或八欧姆的时候，会直觉地三用电表往喇叭的二个接线端子一量， 看看到底是不是正确，可惜的是绝大部分的人都失望了，因为用三用电表上的电阻档量出来的结果并没有和喇叭上面所标示的一致。
原因呢？因为你误会了，你搞错 了。
阻抗与电阻不是完全一致的。
在国中的物理课本上，我们第一次接触到有关电学方面的理论，其中提到了有关电压、电流、电阻以及电功率之间的原理和数学关系。
绝大部分没有继续进修电学方面的课程或从事于电子专业的人士，其毕生的电学常识乃尽粹于斯，这还是当年上课没打瞌睡，经努力、认真、用功学习后才能拥有的 辉煌成果，难怪你会把阻抗当成电阻了。
阻抗从字面上看就与电阻不一样，其中只有一个阻字是相同的的，而另一个抗字呢？简单的说，阻抗就是电阻加电抗，所以才叫阻抗；专业一点地说，阻抗就是电 阻、电容抗及电感抗在向量上的和。
数字电路阻抗匹配
数字电路阻抗匹配数字电路中，阻抗匹配是一种重要的技术，用于确保信号在电路之间的传输过程中能够有效地匹配和传递。
阻抗不匹配可能导致信号反射、功耗增加、信号失真等问题。
本文将介绍数字电路阻抗匹配的基本概念、原理和常用方法。
一、阻抗匹配的基本概念在数字电路中，信号通常以电压的形式传输。
电路中的每个元件都有一个特定的阻抗，用来描述该元件对信号的阻碍程度。
阻抗匹配的目标是使信号源的输出阻抗与负载的输入阻抗相匹配，以最大限度地传输信号而不引起反射。
阻抗匹配可以通过改变电路的特性或添加合适的元件来实现。
二、阻抗匹配的原理阻抗匹配的原理基于传输线理论和阻抗转换的概念。
传输线理论描述了信号在传输线上的传播特性，而阻抗转换则指的是将一个阻抗转换为另一个阻抗的过程。
在数字电路中，常用的传输线是微带线、同轴电缆和双绞线。
阻抗匹配的原理可以简单地描述为以下几个步骤：1. 确定信号源的输出阻抗和负载的输入阻抗。
2. 计算阻抗不匹配的程度，即源阻抗和负载阻抗之间的差异。
3. 根据阻抗不匹配的程度选择合适的阻抗匹配方法。
4. 实施阻抗匹配，通常通过添加合适的元件或改变电路拓扑结构来完成。
三、常用的阻抗匹配方法1. 并联电阻法：在信号源和负载之间并联一个电阻，使得总阻抗与负载阻抗相匹配。
这种方法简单直接，适用于小功率的阻抗匹配。
2. 串联电阻法：在信号源和负载之间串联一个电阻，使得总阻抗与负载阻抗相匹配。
串联电阻法可以通过改变串联电阻的阻值来实现不同程度的阻抗匹配。
3. 阻抗转换器法：使用阻抗转换器将信号源的输出阻抗转换为与负载阻抗相匹配的阻抗。
阻抗转换器可以是变压器、运放电路或其他特定的电路元件。
4. 反射系数补偿法：通过引入反射系数补偿电路来减小信号反射。
这种方法可以通过添加补偿电路或改变传输线的特性来实现。
5. Smith 图阻抗匹配法：使用Smith 图进行阻抗匹配，通过在Smith 图上选择合适的阻抗变换点来实现匹配。
为什么要阻抗匹配_电路阻抗大好还是小好
为什么要阻抗匹配_电路阻抗大好还是小好
阻抗匹配简介阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。
对于不同特性的电路，匹配条件是不一样的。
在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源内阻时，则输出功率为最大，这种工作状态称为匹配，否则称为失配。
为什么要阻抗匹配_阻抗匹配的重要性阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间达到一种适合的搭配。
阻抗匹配主要有两点作用，调整负载功率和抑制信号反射。
1、调整负载功率
假定激励源已定，那么负载的功率由两者的阻抗匹配度决定。
对于一个理想化的纯电阻电路或者低频电路，由电感、电容引起的电抗值基本可以忽略，此时电路的阻抗来源主要为电阻。
如图2所示，电路中电流I=U/（r+R），负载功率P=I*I*R。
由以上两个方程可得当R=r时P取得最大值，Pmax=U*U/（4*r）。
图2 负载功率调整
2、抑制信号反射
当一束光从空气射向水中时会发生反射，这是因为光和水的光导特性不同。
同样，当信号传输中如果传输线上发生特性阻抗突变也会发生反射。
波长与频率成反比，低频信号的波长远远大于传输线的长度，因此一般不用考虑反射问题。
高频领域，当信号的波长与传输线长出于相同量级时反射的信号易与原信号混叠，影响信号质量。
通过阻抗匹配可有效减少、消除高频信号反射。
是否什么时候都要考虑阻抗匹配？在普通的宽频带放大器中，因为输出阻抗为50Ω，所以需要考虑在功率传输电路中进行阻抗匹配。
但是，实际上当电缆的长度对于信号的波长来说可以忽略不计时，就勿需阻抗匹配的。
驱动电路、输入阻抗及输出阻抗
1．驱动电路(Drive Circuit)，位于主电路和控制电路之间，用来对控制电路的信号进行放大的中间电路（即放大控制电路的信号使其能够驱动功率晶体管），称为驱动电路。
功率驱动电路：一般情况下，无论是数字电路还是模拟电路，为了减小功耗，那么在内部信号处理和计算的时候，电压、电流比较小，那么这些信号对外部的驱动能力也就很小。
但是比如电机等一些外部设备，他们的功率比较高，如果直接用这些内部计算得到的信号去驱动它们显然是不行的，那么就需要有功率驱动电路了，由这些控制信号来控制功率驱动电路，再由功率驱动电路产生大功率信号，来驱动外部设备（如：电机）。
NPN三极管驱动继电器电路注：当三极管由导通变为截止时，继电器产生一个较大的自感电压，二极管的作用是消除这个感生电动势，吸收改电动势（反向续流）。
※注：输入、输出阻抗与带负载能力（驱动能力）对于带负载能力，可以理解为输出功率的大小。
一般大功率的功放用MOSFET管，因为它的内阻更小。
一般地，运算放大器输入阻抗越大越好，输出阻抗越小越好。
若输入信号源的电压和内阻是不变的，则放大器的输入电阻越大（即高输入阻抗），从信号源取得的电流就越小，而在信号源内阻上的压降也就越小，信号电压就能以尽可能小的损失加到放大器的输入端；若放大器的输出电阻越小（即低输出阻抗），根据电阻串联分压原理，信号源电压（放大器的输出电压）在内阻Rs（输出阻抗）上的损失也越小，负载就会获得尽可能高的输出电压，常称之为“负载能力强”，即放大器可以带动功率更大，内阻更小的负载。
2．输入阻抗和输出阻抗小结（1）输入阻抗输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。
在输入端上加上一个电压源U，测量输入端的电流I，则输入阻抗Rin就是U/I。
你可以把输入端想象成一个电阻的两端，这个电阻的阻值就是输入阻抗。
输入阻抗跟一个普通的电抗元件一样，它反映了对电流阻碍作用的大小。
对于电压驱动的电路，输入阻抗越大，则对电压源的负载就越轻，因而就越容易驱动，也不会对信号源有影响；而对于电流驱动型的电路，输入阻抗越小，则对电流源的负载就越轻。
(完整版)阻抗匹配的研究
阻抗匹配的研究在高速的设计中，阻抗的匹配与否关系到信号的质量优劣。
阻抗匹配的技术可以说是丰富多样，但是在具体的系统中怎样才能比较合理的应用，需要衡量多个方面的因素。
例如我们在系统中设计中，很多采用的都是源段的串连匹配。
对于什么情况下需要匹配，采用什么方式的匹配，为什么采用这种方式。
例如：差分的匹配多数采用终端的匹配；时钟采用源段匹配；1、串联终端匹配串联终端匹配的理论出发点是在信号源端阻抗低于传输线特征阻抗的条件下，在信号的源端和传输线之间串接一个电阻R，使源端的输出阻抗与传输线的特征阻抗相匹配，抑制从负载端反射回来的信号发生再次反射.串联终端匹配后的信号传输具有以下特点：A 由于串联匹配电阻的作用，驱动信号传播时以其幅度的50％向负载端传播；B 信号在负载端的反射系数接近＋1，因此反射信号的幅度接近原始信号幅度的50％。
C 反射信号与源端传播的信号叠加，使负载端接受到的信号与原始信号的幅度近似相同；D 负载端反射信号向源端传播，到达源端后被匹配电阻吸收；？E 反射信号到达源端后，源端驱动电流降为0，直到下一次信号传输。
相对并联匹配来说，串联匹配不要求信号驱动器具有很大的电流驱动能力。
选择串联终端匹配电阻值的原则很简单，就是要求匹配电阻值与驱动器的输出阻抗之和与传输线的特征阻抗相等。
理想的信号驱动器的输出阻抗为零，实际的驱动器总是有比较小的输出阻抗，而且在信号的电平发生变化时，输出阻抗可能不同。
比如电源电压为＋4.5V的CMOS驱动器，在低电平时典型的输出阻抗为37?，在高电平时典型的输出阻抗为45?[4]；TTL驱动器和CMOS驱动一样，其输出阻抗会随信号的电平大小变化而变化。
因此，对TTL或CMOS电路来说，不可能有十分正确的匹配电阻，只能折中考虑。
链状拓扑结构的信号网路不适合使用串联终端匹配，所有的负载必须接到传输线的末端。
否则，接到传输线中间的负载接受到的波形就会象图3.2.5中C点的电压波形一样。
心电图用放大器的设计注意事项
心电图用放大器的设计注意事项心电图是一种测量心脏电活动的重要工具，而放大器的设计对于心电图的准确性和可靠性起着至关重要的作用。
以下是心电图用放大器设计时需要注意的几个关键方面：1.噪声控制：心电图信号较小且容易受到噪声的干扰，因此放大器设计应具备良好的噪声控制能力。
首先，需要选择低噪声运算放大器作为信号放大的核心。
此外，还可采取隔离、滤波和屏蔽等措施来减少噪声的干扰。
2.带宽要求：心电图信号的带宽通常在0.05Hz至100Hz之间，因此放大器必须具备足够的带宽来传输这些信号。
通常情况下，放大器的带宽应大于信号最高频率的两倍。
3.阻抗匹配：放大器的输入和输出阻抗必须能够与心电图采集设备相匹配，以避免信号损失和阻抗不匹配引起的偏差。
一般来说，输入阻抗应大于10MΩ，输出阻抗应小于100Ω。
4.增益控制：放大器的增益应具备一定的可调节范围，以便根据实际需要选择适当的放大倍数。
增益过高可能导致信号饱和和失真，增益过低则会使信号变得难以辨识。
5.安全考虑：心电图放大器设计时必须注意电源和地线的绝缘，以防止电击等安全问题发生。
此外，在输入端和输出端都应添加适当的保护电路，以避免静电、电压过载和电流过大等问题。
6.线性度和准确性：心电图信号的准确性对于诊断和分析非常重要，因此放大器设计应具备良好的线性度和准确性。
线性度方面，放大器应具备宽动态范围和低非线性失真。
准确性方面，应尽可能减小系统误差，如偏移电压、漂移和失调。
7.低功耗：心电图放大器通常需要长时间连续工作，因此低功耗设计至关重要。
采用低功耗的运算放大器和设计合理的电源管理措施，可延长电池寿命、减少能源消耗，同时降低设备温升和噪声。
8.抗干扰能力：心电图信号容易受到外界的干扰，如电源噪声、高频干扰和交叉干扰等。
放大器设计时应添加合适的抗干扰电路，如滤波器、隔离器和屏蔽，以分离并抑制这些干扰源。
总之，心电图用放大器的设计需要充分考虑信号质量、噪声控制、带宽要求、阻抗匹配、增益控制、安全和可靠性等因素。
ADC阻抗以及阻抗匹配
我来大概概括一下ADC输入阻抗的问题：1:SAR型ADC这种ADC内阻都很大，一般500K以上。
即使阻抗小的ADC，阻抗也是固定的。
所以即使只要被测源内阻稳定，只是相当于电阻分压，可以被校正。
2:开关电容型，如TLC2543之类。
他要求很低的输入阻抗用于对内部采样电容快速充电。
这时最好有低阻源，否则会引起误差。
实在不行，可以外部并联一很大的电容，每次被取样后，大电容的电压下降不多。
因此并联外部大电容后，开关电容输入可以等效为一个纯阻性阻抗，可以被校正。
3：FLASH.html">FLASH型（直接比较型）。
大多高速ADC都是直接比较型，也称闪速型（FLASH），一般都是低阻抗的。
要求低阻源。
对外表现纯阻性，可以和运放直接连接4：双积分型大多输入阻抗极高，几乎不用考虑阻抗问题5：Sigma-Delta型。
这是目前精度最高的ADC类型，也是最难伺候的一种ADC。
重点讲一下要注意的问题：a.内部缓冲器的使用。
SigmaDelta型ADC属于开关电容型输入，必须有低阻源。
所以为了简化外部设计，内部大多集成有缓冲器。
缓冲器打开，则对外呈现高阻，使用方便。
但要注意了，缓冲器实际是个运放。
那么必然有上下轨的限制。
大多数缓冲器都是下轨50mV，上轨AVCC-1.5V。
在这种应用中，共莫输入范围大大的缩小，而且不能到测0V。
一定要特别小心！一般用在电桥测量中，因为共模范围都在1/2VCC附近。
不必过分担心缓冲器的零票，通过内部校零寄存器很容易校正的。
b.输入阻抗问题。
SigmaDelta型ADC属于开关电容型输入，在低阻源上工作良好。
但有时候为了抑制共模或抑制乃奎斯特频率外的信号，需要在输入端加RC滤波器，一般DATASHEET上会给一张最大允许输入阻抗和C和Gain的关系表。
这时很奇怪的一个特性是，C越大，则最大输入阻抗必须随之减小！刚开始可能很多人不解，其实只要想一下电容充电特性久很容易明白的。
输入阻抗、输出阻抗和阻抗匹配
输入阻抗、输出阻抗和阻抗
匹配
输出阻抗
很多电路都有输出阻抗的概念，以电源举例，我们从输出这个点看进去，把电源当做一个整体，示波器测量的正负极电阻，即可得到电源电路的输出阻抗。
图片
对电源来说，输出阻抗是电源的内阻，可以将图画成下面这种形式。
图片
我们在电源上加一个负载。
图片
可以得出负载上的电压为：
从公式可以看出和是成反比的，越大，越小；可以理解为的上拉电阻，是上拉源，上拉电阻越小，上拉能力越强，越接近。
所以一般情况下，对输出电路来说，输出阻抗是越小越好。
输入阻抗
输出阻抗是针对输出电路来说的，输入阻抗是针对输入电路来说的。
下面这个图，红框内的为输入电路，为输入电压，我们将万用表接在和GND上，测量得出的电阻即为输入电路的输入阻抗，记为。
图片
那输入阻抗是越大越好，还是越小越好呢？看下面这个图。
作为输入，进入输入电路的点为，我们希望是无限接近的，但会
受到输入阻抗的影响。
图片
越接近0Ω，可以理解为的下拉能力越强，电压会越接近于0，这当然不是我们想要的。
反之越大，的下拉能力越弱，会越接近于。
所以很容易得出：一般情况下，输入电路的输入阻抗是越大越好。
阻抗匹配
聊完了输出阻抗和输入阻抗，那什么是阻抗匹配呢？
图片
还是前面这个图，我们已经知道，越小，越大，那什么情况下上的功率是最大的呢？
首先负载电流为：
负载上的功率为：
其中、都是定值，即是的函数，我们利用导数来求。
令这个导数为0，即可得出，当时，功率达到最大，带入功率公式可得：
上面就很好解答了球友的问题。
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输入阻抗、输出阻抗、阻抗匹配分析输入阻抗四端网络、传输线、电子电路等的输入端口所呈现的阻抗。
实质上是个等效阻抗。
只有确定了输入阻抗,才能进行阻抗匹配,从信号源、传感器等获取输入信号。
阻抗是电路或设备对交流电流的阻力,输入阻抗是在入口处测得的阻抗。
高输入阻抗能够减小电路连接时信号的变化,因而也是最理想的。
在给定电压下最小的阻抗就是最小输入阻抗。
作为输入电流的替代或补充,它确定输入功率要求。
天线的输入阻抗定义为输入端电压和电流之比。
其值表征了天线与发射机或接收机的匹配状况,体现了辐射波与导行波之间能量转换的好坏。
输出阻抗阻抗是电路或设备对交流电流的阻力,输出阻抗是在出口处测得的阻抗。
阻抗越小,驱动更大负载的能力就越高。
输入阻抗和输出阻抗在很多地方都用到,非常重要。
首先,输入阻抗和输出阻抗是相对的,我们先要明白阻抗的意思。
阻抗,简单的说就是阻碍作用,甚至可以说就是电阻,即一种另一层意思上的等效电阻。
引入输入阻抗和输出阻抗这两个词,最大的目的是在设计电路中,要提高效率,即要达到阻抗匹配,达到最佳效果。
有了输入输出阻抗这两个词,还可以方便两个电路独立的分开来设计。
当A电路中输入阻抗和B电路的输出阻抗相同(或者在一定范围时,两个电路就可不作任何更改,直接组合成一个更复杂的电路(或者系统。
由上也可以得出:输入阻抗和输出阻抗实际上就是等效电阻,单位自然就是欧姆了。
一、输入阻抗输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。
在输入端上加上一个电压源U,测量输入端的电流I,则输入阻抗Rin就是U/I。
你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗。
输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样,它反映了对电流阻碍作用的大小。
对于电压驱动的电路,输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响;而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。
因此,我们可以这样认为:如果是用电压源来驱动的,则输入阻抗越大越好;如果是用电流源来驱动的,则阻抗越小越好(注:只适合于低频电路,在高频电路中,还要考虑阻抗匹配问题。
另外如果要获取最大输出功率时,也要考虑阻抗匹配问题二、输出阻抗无论信号源或放大器还有电源,都有输出阻抗的问题。
输出阻抗就是一个信号源的内阻。
本来,对于一个理想的电压源(包括电源,内阻应该为0,或理想电流源的阻抗应当为无穷大。
输出阻抗在电路设计最特别需要注意但现实中的电压源,则不能做到这一点。
我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源。
这个跟理想电压源串联的电阻r,就是(信号源/放大器输出/电源的内阻了。
当这个电压源给负载供电时,就会有电流I从这个负载上流过,并在这个电阻上产生I×r的电压降。
这将导致电源输出电压的下降,从而限制了最大输出功率(关于为什么会限制最大输出功率,请看后面的“阻抗匹配”一问。
同样的,一个理想的电流源,输出阻抗应该是无穷大,但实际的电路是不可能的三、阻抗匹配阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。
阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
我们先从直流电压源驱动一个负载入手。
由于实际的电压源,总是有内阻的(请参看输出阻抗一问,我们可以把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。
假设负载电阻为R,电源电动势为U,内阻为r,那么我们可以计算出流过电阻R的电流为:I=U/(R+r,可以看出,负载电阻R越小,则输出电流越大。
负载R上的电压为:Uo=IR=U/[1+(r/R],可以看出,负载电阻R越大,则输出电压Uo越高。
再来计算一下电阻R消耗的功率为:P=I2×R=[U/(R+r]2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2=U2×R/[(R-r2+4×R×r]=U2/{[(R-r2/R]+4×r}对于一个给定的信号源,其内阻r是固定的,而负载电阻R则是由我们来选择的。
注意式中[(R-r2/R],当R=r时,[(R-r2/R]可取得最小值0,这时负载电阻R上可获得最大输出功率Pmax=U2/(4×r。
即,当负载电阻跟信号源内阻相等时,负载可获得最大输出功率,这就是我们常说的阻抗匹配之一。
对于纯电阻电路,此结论同样适用于低频电路及高频电路。
当交流电路中含有容性或感性阻抗时,结论有所改变,就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等,虚部互为相反数,这叫做共扼匹配。
在低频电路中,我们一般不考虑传输线的匹配问题,只考虑信号源跟负载之间的情况,因为低频信号的波长相对于传输线来说很长,传输线可以看成是“短线”,反射可以不考虑(可以这么理解:因为线短,即使反射回来,跟原信号还是一样的。
从以上分析我们可以得出结论:如果我们需要输出电流大,则选择小的负载R;如果我们需要输出电压大,则选择大的负载R;如果我们需要输出功率最大,则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。
有时阻抗不匹配还有另外一层意思,例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的,如果负载条件改变了,则可能达不到原来的性能,这时我们也会叫做阻抗失配。
在高频电路中,我们还必须考虑反射的问题。
当信号的频率很高时,则信号的波长就很短,当波长短得跟传输线长度可以比拟时,反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。
如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不相等(即不匹配时,在负载端就会产生反射。
为什么阻抗不匹配时会产生反射以及特征阻抗的求解方法,牵涉到二阶偏微分方程的求解,在这里我们不细说了,有兴趣的可参看电磁场与微波方面书籍中的传输线理论。
传输线的特征阻抗(也叫做特性阻抗是由传输线的结构以及材料决定的,而与传输线的长度,以及信号的幅度、频率等均无关。
例如,常用的闭路电视同轴电缆特性阻抗为75Ω,而一些射频设备上则常用特征阻抗为50Ω的同轴电缆。
另外还有一种常见的传输线是特性阻抗为300Ω的扁平平行线,这在农村使用的电视天线架上比较常见,用来做八木天线的馈线。
因为电视机的射频输入端输入阻抗为75Ω,所以300Ω的馈线将与其不能匹配。
实际中是如何解决这个问题的呢?不知道大家有没有留意到,电视机的附件中,有一个300Ω到75Ω的阻抗转换器(一个塑料封装的,一端有一个圆形的插头的那个东东,大概有两个大拇指那么大。
它里面其实就是一个传输线变压器,将300Ω的阻抗,变换成75Ω的,这样就可以匹配起来了。
这里需要强调一点的是,特性阻抗跟我们通常理解的电阻不是一个概念,它与传输线的长度无关,也不能通过使用欧姆表来测量。
为了不产生反射,负载阻抗跟传输线的特征阻抗应该相等,这就是传输线的阻抗匹配,如果阻抗不匹配会有什么不良后果呢?如果不匹配,则会形成反射,能量传递不过去,降低效率;会在传输线上形成驻波(简单的理解,就是有些地方信号强,有些地方信号弱,导致传输线的有效功率容量降低;功率发射不出去,甚至会损坏发射设备。
如果是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配时,会产生震荡,辐射干扰等。
当阻抗不匹配时,有哪些办法让它匹配呢?第一,可以考虑使用变压器来做阻抗转换,就像上面所说的电视机中的那个例子那样。
第二,可以考虑使用串联/并联电容或电感的办法,这在调试射频电路时常使用。
第三,可以考虑使用串联/并联电阻的办法。
一些驱动器的阻抗比较低,可以串联一个合适的电阻来跟传输线匹配,例如高速信号线,有时会串联一个几十欧的电阻。
而一些接收器的输入阻抗则比较高,可以使用并联电阻的方法,来跟传输线匹配,例如,485总线接收器,常在数据线终端并联120欧的匹配电阻。
为了帮助大家理解阻抗不匹配时的反射问题,我来举两个例子:假设你在练习拳击——打沙包。
如果是一个重量合适的、硬度合适的沙包,你打上去会感觉很舒服。
但是,如果哪一天我把沙包做了手脚,例如,里面换成了铁沙,你还是用以前的力打上去,你的手可能就会受不了了——这就是负载过重的情况,会产生很大的反弹力。
相反,如果我把里面换成了很轻很轻的东西,你一出拳,则可能会扑空,手也可能会受不了——这就是负载过轻的情况。
另一个例子,不知道大家有没有过这样的经历:就是看不清楼梯时上/下楼梯,当你以为还有楼梯时,就会出现“负载不匹配”这样的感觉了。
当然,也许这样的例子不太恰当,但我们可以拿它来理解负载不匹配时的反射情况电压跟随器电路的特点电压跟随器是共集电极电路,信号从基极输入,射极输出,故又称射极输出器。
基极电压与集电极电压相位相同,即输入电压与输出电压同相。
这一电路的主要特点是:高输入电阻、低输出电阻、电压增益近似为1,所以叫做电压跟随器。
那么电压跟随有什么作用呢?概括地讲,电压跟随器起缓冲、隔离、提高带载能力的作用。
共集电路的输入高阻抗,输出低阻抗的特性,使得它在电路中可以起到阻抗匹配的作用,能够使得后一级的放大电路更好的工作。
举一个应用的典型例子:电吉他的信号输出属于高阻,接入录音设备或者音箱时,在音色处理电路之前加入这个电压跟随器,会使得阻抗匹配,音色更加完美。
很多电吉他效果器的输入部分设计都用到了这个电路。
电压隔离器输出电压近似输入电压幅度,并对前级电路呈高阻状态,对后级电路呈低阻状态,因而对前后级电路起到“隔离”作用。
电压跟随器常用作中间级,以“隔离”前后级之间的影响,此时称之为缓冲级。
基本原理还是利用它的输入阻抗高和输出阻抗低之特点。
电压跟随器的输入阻抗高、输出阻抗低特点,可以极端一点去理解,当输入阻抗很高时,就相当于对前级电路开路;当输出阻抗很低时,对后级电路就相当于一个恒压源,即输出电压不受后级电路阻抗影响。
一个对前级电路相当于开路,输出电压又不受后级阻抗影响的电路当然具备隔离作用,即使前、后级电路之间互不影响。
阻抗匹配:信号传输过程中负载阻抗和信源内阻抗之间的特定配合关系。
一件器材的输出阻抗和所连接的负载阻抗之间所应满足的某种关系,以免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显的影响。
对电子设备互连来说,例如信号源连放大器,前级连后级,只要后一级的输入阻抗大于前一级的输出阻抗5-10倍以上,就可认为阻抗匹配良好总的来说就是起隔离缓冲(针对放大电路前后级提高带负载能力(输出阻抗低。