El principio básico de adaptación de impedancias.
1. circuito de resistencia pura
En la física de la escuela secundaria, la electricidad ha planteado un problema de este tipo: una resistencia de R aparatos eléctricos, conectados a un potencial eléctrico de E, resistencia interna de r paquete de baterías, ¿bajo qué condiciones la potencia de salida de la fuente de alimentación es mayor?Cuando la resistencia externa es igual a la resistencia interna, la salida de potencia de la fuente de alimentación al circuito externo es la mayor, que es una coincidencia de potencia del circuito puramente resistivo.Si se reemplaza por un circuito de CA, el mismo también debe cumplir las condiciones de R = r circuito para que coincida.
2. circuito de reactancia
El circuito de impedancia es más complejo que el circuito de resistencia pura; además de la resistencia, en el circuito hay condensadores e inductores.Componentes y trabajo en circuitos de CA de baja o alta frecuencia.En los circuitos de CA, la resistencia, capacitancia e inductancia de la obstrucción de la corriente alterna se llama impedancia, indicada por la letra Z. De estos, el efecto obstaculizador de la capacitancia y la inductancia sobre la corriente alterna se llama reactancia capacitiva y reactancia inductiva, respectivamente.El valor de la reactancia capacitiva y la reactancia inductiva está relacionado con la frecuencia de la corriente alterna operada además del tamaño de la capacitancia y la inductancia en sí.Vale la pena señalar que, en un circuito de reactancia, el valor de la resistencia R, la reactancia inductiva y la reactancia capacitiva doble no se pueden sumar mediante aritmética simple, sino que se usa comúnmente el método de triangulación de impedancia para calcular.Por lo tanto, el circuito de impedancia para lograr la adaptación es más complejo que los circuitos puramente resistivos, además de que los circuitos de entrada y salida en los requisitos del componente resistivo son iguales, pero también requiere que el componente de reactancia sea del mismo tamaño y signo del opuesto (adaptación conjugada). );o el componente resistivo y los componentes de reactancia son iguales (coincidencia no reflectante).Aquí se refiere a la reactancia X, es decir, la diferencia de reactancia inductiva XL y capacitiva XC (solo para circuitos en serie, si el circuito en paralelo es más complicado de calcular).Al cumplir las condiciones anteriores se le llama adaptación de impedancia, es decir, la carga que puede obtener la máxima potencia.
La clave para la adaptación de impedancia es que la impedancia de salida de la etapa frontal es igual a la impedancia de entrada de la etapa posterior.La impedancia de entrada y la impedancia de salida son ampliamente utilizadas en circuitos electrónicos de todos los niveles, todo tipo de instrumentos de medición y todo tipo de componentes electrónicos.Entonces, ¿qué son la impedancia de entrada y la impedancia de salida?La impedancia de entrada es la impedancia del circuito a la fuente de señal.Como se muestra en el amplificador de la Figura 3, su impedancia de entrada es eliminar la fuente de señal E y la resistencia interna r, de los extremos AB a la impedancia equivalente.Su valor es Z = UI / I1, es decir, la relación entre el voltaje de entrada y la corriente de entrada.Para la fuente de señal, el amplificador se convierte en su carga.Numéricamente, el valor de carga equivalente del amplificador es el valor de la impedancia de entrada.El tamaño de la impedancia de entrada no es el mismo para diferentes circuitos.
Por ejemplo, cuanto mayor sea la impedancia de entrada (llamada sensibilidad de voltaje) del bloque de voltaje de un multímetro, menor será la derivación en el circuito bajo prueba y menor será el error de medición.Cuanto menor sea la impedancia de entrada del bloque de corriente, menor será la división de voltaje en el circuito bajo prueba y, por lo tanto, menor será el error de medición.Para los amplificadores de potencia, cuando la impedancia de salida de la fuente de señal es igual a la impedancia de entrada del circuito amplificador, se denomina adaptación de impedancia, y luego el circuito amplificador puede obtener la potencia máxima en la salida.La impedancia de salida es la impedancia del circuito contra la carga.Como en la Figura 4, se cortocircuita la fuente de alimentación del lado de entrada del circuito, se elimina el lado de salida de la carga, la impedancia equivalente del lado de salida del CD se llama impedancia de salida.Si la impedancia de la carga no es igual a la impedancia de salida, lo que se denomina desajuste de impedancia, la carga no puede obtener la máxima potencia de salida.La relación entre el voltaje de salida U2 y la corriente de salida I2 se llama impedancia de salida.El tamaño de la impedancia de salida depende de que diferentes circuitos tengan diferentes requisitos.
Por ejemplo, una fuente de voltaje requiere una impedancia de salida baja, mientras que una fuente de corriente requiere una impedancia de salida alta.Para un circuito amplificador, el valor de la impedancia de salida indica su capacidad para transportar una carga.Generalmente, una pequeña impedancia de salida da como resultado una alta capacidad de carga.Si la impedancia de salida no puede coincidir con la carga, se puede agregar un transformador o circuito de red para lograr la coincidencia.Por ejemplo, un amplificador de transistores generalmente se conecta a un transformador de salida entre el amplificador y el altavoz, y la impedancia de salida del amplificador coincide con la impedancia primaria del transformador, y la impedancia secundaria del transformador coincide con la impedancia de el altavoz.La impedancia secundaria del transformador coincide con la impedancia del altavoz.El transformador transforma la relación de impedancia a través de la relación de vueltas de los devanados primario y secundario.En los circuitos electrónicos reales, a menudo se encuentra con la fuente de señal y el circuito amplificador o el circuito amplificador y la impedancia de carga no es igual a la situación, por lo que no se pueden conectar directamente.La solución es agregar un circuito o red coincidente entre ellos.Por último, cabe señalar que la adaptación de impedancias sólo es aplicable a circuitos electrónicos.Debido a que la potencia de las señales transmitidas en los circuitos electrónicos es inherentemente débil, es necesaria una adaptación para aumentar la potencia de salida.En los circuitos eléctricos, generalmente no se considera la coincidencia, ya que puede provocar una corriente de salida excesiva y daños al aparato.
Aplicación de adaptación de impedancia
Para señales generales de alta frecuencia, como señales de reloj, señales de bus e incluso hasta varios cientos de megabytes de señales DDR, etc., la impedancia inductiva y capacitiva del transceptor general del dispositivo es relativamente pequeña y la resistencia relativa (es decir, la parte real de la impedancia) que se puede ignorar, y en este punto, la adaptación de impedancia solo necesita tener en cuenta la parte real de la puede ser.
En el campo de la radiofrecuencia, muchos dispositivos como antenas, amplificadores, etc., su impedancia de entrada y salida no es real (no es pura resistencia), y su parte imaginaria (capacitiva o inductiva) es tan grande que no se puede ignorar. , entonces debemos usar el método de emparejamiento conjugado.
Hora de publicación: 17 de agosto de 2023