O princípio básico da correspondência de impedância
1. circuito de resistência pura
Na física do ensino médio, a eletricidade apresentou tal problema: uma resistência de aparelhos elétricos R, conectada a um potencial elétrico de E, resistência interna da bateria r, sob quais condições a potência da fonte de alimentação é maior?Quando a resistência externa é igual à resistência interna, a saída de potência da fonte de alimentação para o circuito externo é a maior, o que é uma correspondência de potência do circuito puramente resistivo.Se substituído por um circuito CA, o mesmo também deve atender às condições do circuito R = r para corresponder.
2. circuito de reatância
O circuito de impedância é mais complexo que o circuito de resistência pura, além da resistência no circuito existem capacitores e indutores.Componentes e funcionam em circuitos CA de baixa ou alta frequência.Nos circuitos CA, a resistência, a capacitância e a indutância da obstrução da corrente alternada são chamadas de impedância, indicada pela letra Z. Destes, o efeito dificultador da capacitância e da indutância na corrente alternada é chamado de reatância capacitiva e reatância indutiva e respectivamente.O valor da reatância capacitiva e da reatância indutiva está relacionado à frequência da corrente alternada operada além do tamanho da capacitância e da própria indutância.É importante notar que, em um circuito de reatância, o valor da resistência R, da reatância indutiva e da reatância capacitiva dupla não pode ser adicionado por aritmética simples, mas pelo método de triangulação de impedância comumente usado para calcular.Assim, o circuito de impedância para alcançar a correspondência do que os circuitos puramente resistivos é mais complexo, além dos circuitos de entrada e saída nos requisitos do componente resistivo serem iguais, mas também requer o componente de reatância de igual tamanho e sinal do oposto (correspondência conjugada );ou os componentes resistivos e os componentes de reatância são iguais (correspondência não reflexiva).Aqui se refere à reatância X, ou seja, diferença indutiva XL e reatância capacitiva XC (apenas para circuitos em série, se o circuito paralelo for mais complicado de calcular).Para atender às condições acima é chamado de casamento de impedância, a carga que pode obter a potência máxima.
A chave para a correspondência de impedância é que a impedância de saída do estágio frontal é igual à impedância de entrada do estágio traseiro.A impedância de entrada e a impedância de saída são amplamente utilizadas em circuitos eletrônicos em todos os níveis, em todos os tipos de instrumentos de medição e em todos os tipos de componentes eletrônicos.Então, o que são impedância de entrada e impedância de saída?A impedância de entrada é a impedância do circuito para a fonte do sinal.Conforme mostrado na Figura 3 amplificador, sua impedância de entrada é remover a fonte de sinal E e a resistência interna r, das extremidades AB para a impedância equivalente.Seu valor é Z=UI/I1, ou seja, a relação entre a tensão de entrada e a corrente de entrada.Para a fonte do sinal, o amplificador se torna sua carga.Numericamente, o valor de carga equivalente do amplificador é o valor da impedância de entrada.O tamanho da impedância de entrada não é o mesmo para circuitos diferentes.
Por exemplo, quanto maior a impedância de entrada (chamada sensibilidade de tensão) do bloco de tensão de um multímetro, menor será o shunt no circuito em teste e menor será o erro de medição.Quanto menor a impedância de entrada do bloco de corrente, menor será a divisão de tensão no circuito em teste e, portanto, menor será o erro de medição.Para amplificadores de potência, quando a impedância de saída da fonte de sinal é igual à impedância de entrada do circuito amplificador, isso é chamado de correspondência de impedância, e então o circuito amplificador pode obter a potência máxima na saída.Impedância de saída é a impedância do circuito contra a carga.Como na Figura 4, a fonte de alimentação do lado de entrada do circuito está em curto-circuito, o lado de saída da carga é removido, a impedância equivalente do lado de saída do CD é chamada de impedância de saída.Se a impedância de carga não for igual à impedância de saída, chamada incompatibilidade de impedância, a carga não poderá obter a potência máxima de saída.A relação entre a tensão de saída U2 e a corrente de saída I2 é chamada de impedância de saída.O tamanho da impedância de saída depende de diferentes circuitos com requisitos diferentes.
Por exemplo, uma fonte de tensão requer uma impedância de saída baixa, enquanto uma fonte de corrente requer uma impedância de saída alta.Para um circuito amplificador, o valor da impedância de saída indica sua capacidade de transportar uma carga.Normalmente, uma pequena impedância de saída resulta em uma alta capacidade de carga.Se a impedância de saída não puder ser compatível com a carga, um transformador ou circuito de rede poderá ser adicionado para obter a correspondência.Por exemplo, um amplificador de transistor é geralmente conectado a um transformador de saída entre o amplificador e o alto-falante, e a impedância de saída do amplificador é combinada com a impedância primária do transformador, e a impedância secundária do transformador é combinada com a impedância de o orador.A impedância secundária do transformador é compatível com a impedância do alto-falante.O transformador transforma a relação de impedância através da relação de espiras dos enrolamentos primário e secundário.Nos circuitos eletrônicos reais, muitas vezes encontrados com a fonte de sinal e circuito amplificador ou circuito amplificador e a impedância de carga não é igual à situação, portanto eles não podem ser conectados diretamente.A solução é adicionar um circuito ou rede correspondente entre eles.Finalmente, deve-se notar que o casamento de impedâncias só é aplicável a circuitos eletrônicos.Como a potência dos sinais transmitidos em circuitos eletrônicos é inerentemente fraca, é necessária uma correspondência para aumentar a potência de saída.Em circuitos elétricos, a correspondência geralmente não é considerada, pois pode causar corrente de saída excessiva e danos ao aparelho.
Aplicação de correspondência de impedância
Para sinais gerais de alta frequência, como sinais de clock, sinais de barramento e até várias centenas de megabytes de sinais DDR, etc., a impedância indutiva e capacitiva do transceptor geral do dispositivo é relativamente pequena, a resistência relativa (ou seja, a parte real do a impedância) que pode ser ignorada e, neste ponto, a correspondência de impedância só precisa levar em consideração a parte real da impedância.
No campo da radiofrequência, muitos dispositivos como antenas, amplificadores, etc., sua impedância de entrada e saída não é real (não é resistência pura), e sua parte imaginária (capacitiva ou indutiva) é tão grande que não pode ser ignorada , então devemos usar o método de correspondência conjugada.
Horário da postagem: 17 de agosto de 2023