最后编辑于: 2016-03-03 14:28 | 分类: 电子 | 标签: 阻抗 | 浏览数: 4319 | 评论数: 0
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电阻的瞬态电压除以瞬态电流的值一直不变，因此时域阻抗和频域阻抗相同。电感电容的瞬态电压除以瞬态电流是随输入信号周期变化的，因此时域阻抗和频域阻抗不同。
频域阻抗是电压幅值除以电流幅值，再加上电压和电流的相位差，这就是复阻抗。复阻抗与电阻唯一不同的地方在于电压电流存在相位差，若没有相位差就是电阻。
传输线是由损耗的，在损耗不可忽略的时候，会造成电压电流产生相位差，从而是复阻抗。实际工程中，传输线的损耗很小，可以忽略，则传输线阻抗不会造成电压电流相位差，其瞬态阻抗是个常数，例如50欧姆传输线，75欧姆传输线等等。
阻抗匹配中，有纯电阻匹配、LC匹配两种。模拟/数字电路中，源端串联50欧电阻、终端并联50欧电阻，这类情况就是电阻匹配，源端输出阻抗极小，就可以串联50欧，终端负载极大，就可以并联50欧，从而与50欧姆的传输线保持了阻抗连续，这样源端传输的电磁场能量在终端刚好可以消耗完，即电压或电流不会发生突变，因为阻抗一直没变，电压和电流的值会一直不变，所以终端负载上测到的电压和电流也不会变。
还有一种情况是LC匹配，从史密斯圆图上很容易看出任何源端阻抗和负载端阻抗都可以用LC进行匹配，不过有个缺点，LC阻抗由于在不同的频率下阻抗大小会改变，所以只可能在一个频率点做到完全匹配，在其他频率点会失配，但是LC是不耗能元件，可以减小电路功耗。例如：传输线是50欧姆，传输的电压为50V，电流为1A，负载阻抗是20欧姆，从负载端开始串电感，然后并联电容，则可以将电压调到31.6V，电流调到1.58A，但是总能量保持不变，即传输线传输的能量等于负载端消耗的能量，因此电感电容起到的作用是将电压调小了，电流调大了，从而让负载电阻刚好消耗掉传输的能量。 如果负载是复阻抗，要想与传输线50欧阻抗完全匹配，则必须使用LC进行匹配，因为50欧姆传输电压电流是同相位的，而负载是复阻抗，它的电压电流有相位差，无法完全消耗掉同相位的电压电流，因此需要使用LC来改变电压电流的比值，来适应负载的复阻抗大小；改变电压电流的相位，来适应负载的相位。
今天特意下载了个阻抗匹配软件仿真了一下，与昨晚讲的一致：
频率为10kHz，传输线阻抗为50欧姆，负载阻抗为20欧姆，计算出匹配的电感为391.5uH，电容为389.5nF。
通过上图仿真可以看出，探针1和2的电流相等，探针3的电流比源端输出的电流增大了。
通过上图仿真可以看出，探针2的电压是探针1的电压的一半，并且没有相位差，因此达到了完全匹配，探针3的电压比探针2的电压减小了。
通过上图仿真可以看出，源端50欧串联匹配电阻消耗的功率与负载20欧姆电阻消耗的功率大小一样，唯一不同的就是存在延迟，因此LC匹配调匹配可以不消耗功率，使负载端全部吃掉源端传输过来的能量。如果负载端通过串联30欧姆电阻来进行匹配，则源端传输过来的能量大部分都被匹配电阻吃掉了。
起始点源端电阻功率增加较大，是因为启动时，匹配电感和电容初始能量为0，需要吃一部门能量，很快达到平衡后，就不需要源端提供能量了。