第一章__选频网络与阻抗变换daan
第一章 选频网络与阻抗变换
思考题与习题
1.1 已知LC 串联谐振回路的C =100pF ，0f =1.5MHz ，谐振时的电阻5r =Ω，试求：L 和0Q 。
解：由
0f =
得
2612
011
(2)(2 1.510)10010L f C ππ-=
=
????
6
112.610112.6
H H μ-=?= 66002 1.510112.6105
L
Q r ωπ-????==
212.2
= 1.2 对于收音机的中频放大器，其中心频率0f =465kHz ，0.7BW =8kHz ，
回路电容C=200pF ，试计算回路电感L 和e Q 的值。若电感线圈的0Q =100，问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求？ 解：由
0f =
得 2220012533025330585.73(μH)(2)0.465200
L f C f C π=
==≈?
由 0
0.7e
f BW Q =
得 00.7465
58.1258
e f Q BW =
==
00
310
001100171(k )2246510210
eo Q R Q C f C ωππ-===≈Ω???? 058.12517199.18(k )100
e eo Q R R Q ∑=
=?=Ω 外接电阻 017199.18
236.14(k )17199.18
eo e R R R R R ∑∑?=
=≈Ω--
1.3 有一并联回路在某频段内工作，频段最低频率为535kHz ，最高频率1605 k Hz 。现有两
个可变电容器，一个电容器的最小电容量为12pF ，最大电容量为100 pF ；另一个电容 器的最小电容量为15pF ，最大电容量为450pF 。试问：
1）应采用哪一个可变电容器，为什么？ 2）回路电感应等于多少？ 3）绘出实际的并联回路图。 解：1）
max min 1605
3535
f f === 因而
max
min
'9'C C =
但
100912<， 450
30915
=> 因此应采用max min = 450PF, = 15pF C C 的电容器。 但因为
max
min
30C C =，远大于9，因此还应在可变电容器旁并联一个电容C X
， 解之得 C X ≈40pF 。
2） 将max 'C =C X +max C =490pF 代入
222
min max min max 12533025330
180(μH)(2)''0.535490
L f C f C π=
==≈? 3）实际的并联回路如下
1.4 给定并联谐振回路的0f ＝5MHz ，C ＝50 pF ，通频带0.7BW ＝150kHz 。试求电感L 、品质
因数0Q 以及对信号源频率为5.5MHz 时的失调。又若把0.7BW 加宽至300kHz ，应在回路 两端再并联上一个阻值多大的电阻？ 解：回路电感值为
222001253302533020.2 μH 550
L C f C ω=
===?
又 0
0.70
f BW Q =
因此
6
003
0.751033.315010
f Q BW ?===? 对信号源频率为5.5MHz 时的失调为
0 5.550.5()f f f MHz ?=-=-=
广义失谐：
6
06
0220.51033.3 6.66510
f Q f ξ???==?=? 要使0.72f ?加宽为300kHz ，则Q 值应减半，即
01
16.72
e Q Q ==
设回路的并联谐振电导为eo g ，则由
001eo Q g L
ω=
可以求出
66
0011
47(μS)33.3251020.210eo g Q L
ωπ-=
=
=?????
当Q 下降为e Q 后，需要并联的外接电导为
47(μH)eo eo eo eo e
Q g g g g g g Q ∑=-=
-== 外接的并联电阻为
1
21.3k ΩR g
=
= 1.5 并联谐振回路如图1.T.1所示。已知通频带0.70.72BW f =?，电容C 。若回路总电导为∑g
（S g g e L g g ∑=++），试证明： 0.7g 4f C π∑=??。若给定C ＝20pF ，0.7BW ＝6 MHz ，
e R ＝10k Ω，S R ＝10k Ω，求L R ＝？
图1.T.1
解：由0e
C
g Q ω∑=
及0
0.70.72e
f BW f Q =?=
二式可得
00.700.7
24/2f C
g f C f f ππ∑=
=??
将已知数据代入上式，得
61264310201075010g S S π--∑=????=?
6
33
611
(75010
)1010101055410L s e
g g g g S S
∑--=--=?-
-??=?
即
1
1.8k L L
R g =
=Ω
1.6 电路如图1.T.2所示。给定参数为0f =30 MHz ，C =20pF ，R =10k Ω，g R =
2.5k Ω，
L R =830Ω,g C =9pF ，L C =12pF 。
线圈13L 的空载品质因数0Q =60，线圈匝数为：12N =6，23N =4，45N =3，求13L 、e Q 。
图1.T.2 题1.6图
解：1．画高频等效电路
根据图1.T.2可画如下图所示等效电路。其中，12313/4/100.4n N N ===；
24513/3/100.3n N N ===；1/g
g g R =，1/L L g R =。
2．求13L
由图可知, 22
12g L C n C C n C ∑=++
2
2
0.49200.31222.52(PF)=?++?=
因为
0f =
132********
(2)(23010)22.52101.2510H=1.25μH
L f C ππ-∑-=
=
????=?
3．求e Q
66
013011
23010 1.251060
eo g L Q ωπ-=
=????? 670.710S 70.7μS -=?=
22121g eo L g n g g n g R ∑=+
++ 262
331110.470.7100.32.5101010830
-=?++?+???
6343.110S 343.1μS -=?=
666
0131112.3723010 1.2510343.110e Q L g ωπ--∑=
==??????
1.7 如图1.T.3所示。已知L ＝0.8μH ，0Q ＝100，1C ＝2C ＝20pF ，i C ＝5pF ，
i R ＝10kΩ，20pF o C =，o R ＝5k Ω。试计算回路谐振频率，谐振阻抗（不计o R 和
i R 时）
、有载e Q 值和通频带。
图1.T.3 题1.7图
解：根据图1.T.3可画如下图所示等效电路。 其中 1112
12201
2020203o C C n C C C C C =
==='+++++ 2
2202040()o C C C pF '=+=+= 21
99545()o
o o R R R k n
'==?=?=Ω
回路总电容 12122040518.3()2040
i C C C C pF C C ∑'?=+
=+≈'++
41.6()o f MHz =
=≈
6600002100 6.2841.6100.81020.9()eo R Q L Q f L k ωπ-===?????=Ω 0
////45//20.9//10 5.8()eo i R R R R k ∑'===Ω 3
66
00 5.81027.82 6.2841.6100.810
e R R Q L
f L ωπ∑∑-?====???? 00.741.6 1.5()27.8e f BW MHz Q === 1.8 试求图1.T.4所示各传输线变压器的阻抗变换关系（i R /L R ）及相应的特性阻抗C Z 表达式。 解：设每根传输线变压器的端电压为υ，电流为i 。
图（a ）： 因为i υυ=，4i i i =，o i i =，4o υυ=
所以 4i
i i
R i i
υυ
=
=
，4o
L o
R i i
υυ
=
=
，116i L R R = 1231
44
c c c i L Z Z Z R R i
υ
===
==
图（b ）： 因为i 2υυ=，i i i =，1
2
o υυ=，4o i i =
所以 2i R i υ= 124L R i υ
= 16i L R R =，
1182c i L Z R R i υ===，2112228
c i L Z R R i υ===
图（c ）： 因为i 2υυ=，i i i =，2o i i =，o υυ=
所以 2i
i i
R i i
υυ
=
=
， 2o L o R i i υυ==，
4i L R R =，121
22
c c i L Z Z R R ===
图（d ）： 因为i 3υυ=，i i i =，o υυ=，3o i i = 所以 3i R i υ=
，3L R i υ= ， 121
33
c c i L Z Z R R ===
图（e ）： 因为i υυ=，3i i i =，3o υυ=，o i i = 所以 3i R i υ=
，3L R i υ=，1
9
i L R R =， 12133c c i L Z Z R R i υ
==
==，339c L i Z R R i
υ=== 1.9 图1.T.5所示为用传输线变压器构成的魔T 混合网络，试分析工作原理。已知L R =50Ω,试指出i R 、1R 、
2R 、3R 的阻值。
1.T.5 题1.9图
解：13~r r T T 均为魔T 混合同相功率合成网络，4r T 为1:4传输线变压器。4r T 输入端呈现电阻
41
12.254
i L R R =
=Ω，这个电阻就是混合网络3r T C 端呈现的电阻3c R ，而3R 即为接在3r T D D -端的电阻。因此，根据隔离条件33450c R R ==Ω，同理混合网络1r T 和2r T 的C 端呈现的电阻
123225c c c R R R ===Ω。
所以 1224100c R R R ===Ω，11
502
i R R =
=Ω 1.10 一谐振功率放大器，已知工作频率f ＝300MHz ，负载50L R =Ω，晶体管输出容抗025C X =-Ω，
其并联的谐振电阻50e R =Ω，试设计图1.T.6所示L 型匹配网络的1C 、2C 、L 值，设网络有载品质因数15e Q =。
1.T.6 题1.10图
解：将e R 、co X 并联阻抗转换为e
R '、0c X '串联阻抗的匹配网络如图（b ）所示。
因为 2002
020*******e e e co
co e R R Q R Q X Q X R Q ?
'==Ω?+?
=
=???'==-Ω?+?
由 11111
1
1
53017.68c c o e c e e c o e c X X Q X Q R X C pF R X ω+''=-
=?=--=-Ω?==' 由L 匹配网络Q 值
2222
12/22521.22L L c L c c R Q X R C pF X X ω=
=-=?=-=-Ω?== 2c X 转换为串联阻抗 2
222
201L
c c L
Q X X Q '==-Ω+
谐振时 120700.04L
L c c
co L X X X X X X L H μω
''+++=?=Ω?==
1.11 石英晶体有何特点？为什么用它制作的振荡器的频率稳定度较高？
1.12一个5kHz 的基音石英晶体谐振器，0C =6pF ，q C =
2.4×210-pF ，q r =15Ω。求此谐振器的品质因数Q
值和串、并联谐振频率。 解：21
(2)q q q
L f C π=
q Q =q o q o
C C C C C =
+
p f =
阻抗匹配网络的计算
附件1： 基础训练 题目阻抗匹配网络的计算 学院自动化学院 专业电气工程及其自动化 班级1004班 姓名南杨 指导教师朱国荣 2012 年7 月 4 日
基础强化训练的目的 1.较全面的了解常用的数据分析与处理原理及方法 2.能够运用相关软件进行模拟分析 3.掌握基本的文献检索和文献阅读的方法 4.提高正确的撰写论文的基本能力 训练内容与要求 阻抗匹配网络的计算 使信号源（其内阻Rs=12Ω）与负载（RL=3Ω）相匹配 插入一阻抗匹配网络 求负载吸收的功率 初始条件 Matlab软件基本操作及其使用方法 指导老师签名﹍﹍﹍﹍日期：﹍﹍年﹍﹍月﹍﹍日
目录 1.摘要 (4) 2.MATLAB简介 (5) 3.阻抗及阻抗匹配的概念 (6) 3.1阻抗的概念 (6) 3.2阻抗匹配的概念 (6) 4.阻抗匹配网络的计算 (6) 4.1对阻抗匹配网络进行原理分析 (7) 4.2 建模： (7) 4.3应用MATLAB对上面的题目编程 (8) 4.4 结果 (9) 5.结果对比与分析 (10) 6.心得体会. (11) 7.参考文献. (12)
1. 摘要 本文主要是通过训练使学生掌握相关的理论知识及实际处理方法，熟练使用MATLAB语言编写所需应用程序，上机调试，输出实验结果，并对实验结果进行分析。MATLAB 的名称源自 Matrix Laboratory ，它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。 MATLAB 将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。 本文运用了MATLAB的M程序编程的方法对于一个电路进行了分析。体现了MATLAB的强大功能。 关键字：MATLAB，M文件，矩阵，计算 Abstract This paper is mainly to ask students to master relevant theoretical knowledge and practical operating methods by training. We should use MATLAB to write applications, computer debugging, then output results and analysis it. The full name of MATLAB is Matrix Laboratory. It is a kind of special scientific calculation software with the matrix form data processing. Because MATLAB not only combines the high-performance numerical calculation and visualization, but also provided a lot of built-in functions, it widely used in scientific calculations, the control system, information processing, simulation and design work. This paper is based on the M programming and design methods of module simulink. We use these two methods to analyzes the circuit.We can see the strong function of MATLAB. keyword: MATLAB, M files, simulation module, Matrix, calculating
阻抗匹配和阻抗变换是什么-阻抗变换和阻抗匹配的详细概述
阻抗匹配和阻抗变换是什么?阻抗变换和阻抗匹配的详细概述阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，它反映了输入电路与输出电路之间的功率传输关系。当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大的功率传输，还可能对电路产生损害。阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间，等等。例如，扩音机的输出电路与扬声器之间必须做到阻抗匹配，不匹配时，扩音机的输出功率将不能全部送至扬声器。如果扬声器的阻抗远小于扩音机的输出阻抗，扩音机就处于过载状态，其末级功率放大管很容易损坏。反之，如果扬声器的阻抗高于扩音机的输出阻抗过多，会引起输出电压升高，同样不利于扩，音机的工作，声音还会产生失真.因此扩音机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好。又例如，无线电发信机的输出阻抗与馈线的阻抗、馈线与天线的阻抗也应达到一致。如果阻抗值不一致，发信机输出的高频能量将不能全部由天线发射出去。这部分没有发射出去的能量会反射回来，产生驻波，严重时会引起馈线的绝缘层及发信机末级功放管的损坏。为了使信号和能量有效地传输，必须使电路工作在阻抗匹配状态，即信号源或功率源的内阻等于电路的输人阻抗，电路的输出阻抗等于负载的阻抗。在一般的输入、输出电路中常含有电阻、电容和电感元件，由它们所组成的电路称为电抗电路，其中只含有电阻的电路称为纯电阻电路. 下面对纯电阻电路和电抗电路的阻抗匹配问题分别进行简要的分。1、纯电阻电路在中学物理电学中曾讲述这样一个问题：把一个电阻为R的用电器，接在一个电动势为E、内阻为r的电池组上(见图1)，在什么条件下电源输出的功率最大呢?当外电阻等于内电阻时，电源对外电路输出的功率最大，这就是纯电阻电路的功率匹配。假如换成交流电路，同样也必须满足R=r这个条件电路才能匹配。 2、电抗电路电抗电路要比纯电阻电路复杂，电路中除了电阻外还有电容和电感.元件，并工作于低频或高频交流电路。在交流电路中，电阻、电容和电感对交流电的阻碍作用叫阻抗，用字母Z表示.其中，电容和电感对交流电的阻碍作用，分别称为容抗及和感抗而.容
阻抗变换器的设计与仿真
摘要 射频设计的主要工作之一，就是使电路的某一部分与另一部分相匹配，在这两部分之间实现最大功率传输，这就需要在射频电路中加入阻抗变换器从而达到阻抗匹配的目的。本文介绍了一种中心频率为400MHz、频宽为40MHz的50～75欧姆T型阻抗变换器的设计与仿真过程。文中概述了射频阻抗变换器的种类、用途及发展。在分析了阻抗匹配理论基本知识的基础上，论述了射频阻抗变换器的设计过程，然后通过ADS软件进行设计和仿真,并对仿真结果进行了分析总结。 关键词:射频；阻抗匹配；阻抗圆图；VSWR（电压驻波比）；ADS 目录 摘要 (1) ABSTRACT................................................ 错误！未定义书签。第一章引言 (2) 1.1 概述 (2) 1.2 射频阻抗变换电路的类型 (2) 1.3 射频阻抗变换器的用途 (2) 1.4射频阻抗变换器设计的发展 (3) 第二章基本原理 (3) 2.1 阻抗匹配 (3) 2.2 史密斯圆图 (4) 2.2.1 等反射圆 (4) 2.2.2 等电阻圆图和等电抗圆图 (5) 2.2.3 Smith圆图（阻抗圆图） (7) 2.3 电压驻波比 (8) 第三章 T型阻抗变换器的设计 (9) 3.1 T型阻抗变换器（R S 功率放大器设计的关键：输出匹配电路的性能 2008-05-15 17:51:20 作者：未知来源:电子设计技术 关键字：功率放大器匹配电路匹配网络s参数串联电阻输出功率Cout耗散功率网络分析仪高Q值对于任何功率放大器（功率放大器）设计，输出匹配电路的性能都是个关键。但是，在设计过程中，有一个问题常常为人们所忽视，那就是输出匹配电路的功率损耗。这些功率损耗出现在匹配网络的电容器、电感器，以及其他耗能元件中。功率损耗会降低功率放大器的工作效率及功率输出能力。 因为输出匹配电路并不是一个50Ω的元件，所以耗散损失与传感器增益有很大的区别。输出匹配的具体电路不同，损耗也不一样。对于设计者而言，即使他没有选择不同技术的余地，在带宽和耗散损失之间，在设计方面仍然可以做很多折衷。 匹配网络是用来实现阻抗变化的，就像是功率从一个系统或子系统传送另一个系统或者子系统，RF设计者们在这上面下了很大的功夫。对于功率放大器，阻抗控制着传送到输出端的功率大小，它的增益，还有它产生的噪声。因此，功率放大器匹配网络的设计是性能达到最优的关键。 损耗有不同的定义，但是这里我们关心的是在匹配网络中，RF功率以热量的形式耗散掉的损耗。这些损耗掉的功率是没有任何用途。依据匹配电路功能的不同，损耗的可接受范围也不同。对功率放大器来讲，输出匹配损耗一直是人们关注的问题，因为这牵涉到很大的功率。效率低不仅会缩短通话时间，而且还会在散热和可靠性方面带来很大的问题。 例如，一个GSM功率放大器工作在3.5V电压时，效率是55%，能够输出34dBm的功率。在输出功率为最大时，功率放大器的电流为1.3A。匹配的损耗在0.5dB到1dB的数量级，这与输出匹配的具体电路有关。在没有耗散损失时，功率放大器的效率为62%到69%。尽管损耗是无法完全避免的，但是这个例子告诉我们，在功率放大器匹配网络中，损耗是首要问题。 耗散损失 现在我们来看一个网络，研究一个匹配网络（图1a）中的耗散损失。电源通过无源匹配网络向无源负载传输功率。在电源和负载阻抗之间没有任何其他的限制。把匹配网络和负载合在一起考虑，电源输出一个固定量的功率Pdel 到这个网络（图1b）。输出功率的一部分以热量的形式耗散在匹配网络中。而其余的则传输到负载。Pdel是传输到匹配网络和负载（图1c）上的总功率，PL是传输到负载的那部分功率。 了解了这两个量，我们就可以知道，实际上到底有多大的一部分功率是作为有用功率从电源传输到了负载，其比例等于PL/Pdel。 这是对功率放大器输出匹配的耗散损失的正确测量，因为它只考虑了实际传输功率以及耗散功率。反射功率没有计算进去。 由此可知，这个比例就等于匹配网络工作时的功率增益GP。而工作时的功率增益完整表达式为： 这里，是负载反射系数，是匹配网络的s参数， 损失就是增益的倒数。因此，耗散损失可以定义为： Ldiss = 1/GP。 对于功率放大器而言，我们为它设计的负载一般是50Ω。通常，我们用来测量s参数的系统阻抗也是50Ω。如果系统阻抗和负载都是50Ω，那么就为0，于是，上面的表达式就可以简化为： 在计算一个匹配网络的耗散损失时，只需要知道它的传输值和反射散射参数的大小，这些可以很容易地从s参数的计算过程中得到，因为网络分析仪通常都会采用线性的方式来显示s参数的值。在评估输入和级间耗散损失时，负载的阻抗不是50Ω，但是上述的规律依然适用。 因为反射和耗散损失很容易混淆，射频工程师有时就会采用错误的方法来计算耗散损失。而最糟糕的方法就是采用未经处理的s21来进行计算。一个典型的匹配网络在1GHz（图2）时，对功率放大器而言，是数值为4+j0Ω的负载阻抗。匹配网络采用的是无损耗元件来进行模拟的，所以在匹配网络中不存在功率的耗散问题。然而，s21却是-6dB，因为在50Ω的源阻抗和4Ω的负载之间存在着巨大的不匹配问题。作为一个无损耗网络，除了一些数字噪音外，模拟的耗散损失为0dB。 在电路的模拟当中，我们可能可以采用s21来求出正确的耗散损失。这一过程包括采用复杂模拟负载线的共轭 变压器和其阻抗 理想变压器是一个端口的电压与另一个端口的电压成正比，且没有功率损耗的一种互易无源二端口网络。它是根据铁心变压器的电气特性抽象出来的一种理想电路元件。 理想变压器阻抗变换作用的性质由以上的全部叙述可见，理想变压器既能变换电压和电流，也能变换阻抗，因此，人们更确切地称它为变量器。 在电子线路中，常利用理想变压器的阻抗变换作用来实现阻抗匹配，使负载获得最大功率。 1.在电子设备中，往往要求负载能获得最大输出功率。负载若要获得最大功率，必须满足负载电阻与电源电阻相等的条件，称为阻抗匹配。但在一般情况下，负载电阻是一定的，不能随意改变。而利用变压器可以进行阻抗变换，适当选择变压器的匝数比，把它接在电源与负载之间，就可实现阻抗匹配，使负载获得最大的输出功率。 如图，从变压器原绕组两端点看进去的阻抗为 从变压器副绕组两端点看进去的阻抗为 因为 表明：变比为K的变压器，可以把其副绕组的负载阻抗，变换成为对电源来说扩大到K2倍的等效阻抗。 2. 假说变压器初级/次级的匝数比为n:1，根据变压器的特性，次级电压为初级的1/n，电流为初级的n倍。 初级阻抗=初级电压/初级电流 次级阻抗=次级电压/次级电流=(1/n)初级电压/(n初级电流)=[1/(nn)]初级阻抗。或者说初级阻抗=(nn)次级阻抗。 这说明，变压器各线圈的阻抗，与线圈匝数的平方成正比。利用这一特点，可以用变压器不同匝数的线圈来变换阻抗。最简单的，就是电视机天线，用扁馈线时阻抗是300Ω，接电视机的天线输入端是75Ω，必须用一个阻抗变换插座，其中就是一个铁氧体磁芯的2：1的变压器，将300Ω与75Ω进行阻抗匹配。 3. 变压器除了可变压外还可作为一个阻抗变换器件，这在有线广播中经常用到。变压器的初次级的匝数比n=n1/n2=V1/V2,V1、V2分别是初、次级的电压，n1、n2分别为初、次级的绕组匝数。又有V1V1=PZ1、V2V2=PZ2 式中P是变压器的功率，Z1、Z2分别是初次的阻抗， 所以有Z1/Z2=V1V1/V2/V2=n1n1/n2n2 即变压器的初次级阻抗比等于初次级电压比的平方和等于匝数比的平方。 第二章 选频网络 （一）选择题 1．LC 串联谐振回路发生谐振时，回路电抗为 C ，回路总阻抗为 B ，回路电流达到 A 。 A ）最大值 B ）最小值 C ）零 D ）不能确定 2．串联谐振曲线是 A 之间的关系曲线。 A ）回路电流I 与谐振时回路电流I 0 B ）回路电流幅值与信号电压频率 C ）回路电压幅值与信号电流频率 D ）谐振时回路电流I 0 与信号电压频率 3．LC 串联谐振回路 A ，N(f )曲线就尖锐，回路选择性 C 。 A ）回路Q 值大 B ）回路Q 值小 C ）好 D ）差 E ）不能确定 4．单回路通频带BW 0.7与回路Q 值成 B ，与谐振频率成 A 。 A ）正比 B ）反比 C ）无关 5．并联谐振回路谐振时，电纳为 C ，回路总导纳为 B 。 A ）最大值 B ）最小值 C ）零 D ）不能确定 （二）判断题 1． LC 串联谐振回路的谐振频率除了与L 、C 有关外，还与回路的损耗电阻r 有 关。 （ × ） 2．LC 串联谐振回路的空载品质因数除了与L 、C 有关外，还与回路的负载电阻R L 有关。 （ × ） 3．LC 串联谐振回路谐振时，空载回路电流除了与电源电压有关外，还与负载有关。 （ × ） 4．LC 串联谐振回路谐振时，谐振电流最大，失谐越严重，谐振电流越小。（ √ ） 5．LC 串联谐振回路对偏离谐振频率的信号抑制作用，偏离越大，N(f)越小。（ √ ） （三）问答题 1． 串联谐振回路的f 0=1.5MHz ，C 0=100pF ，谐振时R=5Ω，求：L 0和Q 0以及BW 0.7？ 解： ()()061200022612 0000.7011212231415101001051111223141510100107--Q C R ..L μH C ..f BW kHz Q ωω= ==??????===????= = 2． 如图所示并联谐振回路，信号源与负载都是部分接入的。已知R s 、R L ，并已知回路参数L 1、L 2、C 1、C 2和空载品质因数Q 0，试求谐振频率f 0与有载品质因数 Q e 。 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 1/4波长阻抗变换器的分析 摘要：阻抗匹配网络已经成为射频微波电路中的重要组成部分，主要是由于匹配使得电路中的反射电压波变少，从而损耗减少。同时，匹配网络对器件的增益，噪声，输出功率还有着重要的影响。在微波传输系统，它关系到系统的传输效率、功率容量与工作稳定性，关系到微波测量的系统误差和测量精度，以及微波元器 λ 件的质量等一系列问题。本文讨论了传输线的阻抗匹配方法，并着重分析了4 λ阻抗变换器的优点。 阻抗变换器，并举例说明了多节4 关键字：阻抗匹配;匹配网络；匹配方法，阻抗变换器 1引言 传输理论指出，通常情况下，传输线传输的电压或电流是由该点的入射波和反射波叠加而成的，或者说是由行波和驻波叠加而成的。 在由信号源及负载组成的微波系统中，如果传输线和负载不匹配，传输线上将形成驻波。有了驻波一方面使传输线功率容量降低，另一方面会增加传输线的衰减。如果信号源和传输线不匹配，既会影响信号源的频率和输出功率的稳定性，又会使信号源不能给出最大功率、负载又不能得到全部的入射功率。因此传输线一定要匹配。 匹配可分为始端匹配和终端匹配。始端匹配是为了使信号源的输出功率最大，采用的方法是共轭匹配；终端匹配是为了使传输线上无反射波，使传输功率最大，采用的方法是阻抗匹配。 2.匹配理论 2.1共轭匹配 共轭匹配的目的是使信号源的功率输出最大，这就要求传输线信号源的内阻和传输线的输入阻抗互成共轭值。 假设信号源的内组为g g g jX R Z +=，传输线的输入阻抗为in in in jX R Z +=，如图1.1所示。 则 * =g in Z Z 即 g in g in X X R R -==, 目录 摘要 (1) 1 理论知识 (2) 1.1基尔霍夫定律 (2) 1.2结点电压法 (2) 2 阻抗匹配网络的计算 (3) 2.1原理分析 (3) 2.2 建模 (4) 2.3应用MATLAB对上面的题目编程 (5) 2.4 绘图 (6) 3 simulink程序仿真 (8) 3.1电路图及仿真效果 (8) 3.2仿真过程中发现的问题 (9) 4 结果对比分析 (10) 5 心得体会 (11) 参考文献 (12) 摘要 做为一名自动化专业的学生，掌握基本的电路知识是非常重要的。但是在掌握基本的知识点的时候，我们也需要掌握一些解决电路方面的“诀窍”，比如某些软件。本文就以电路中的一些基本知识点引入这些软件在解决电路问题中的一些具体应用。而且本文是以Matlab为例，说明如何运用Matlab来进行电路的求解和仿真。 在求解和仿真的过程中，我们可以发现应用这些软件可以让非常复杂的电路的分析、计算编的非常简单，是一个非常实用、有效的工具。 关键词：电路；Matlab；仿真； 1 理论知识 1.1基尔霍夫定律 基尔霍夫定律包括基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。 基尔霍夫电流定律（KCL）：在集总电路中，任何时候，对任意结点，所有流出结点的支路电流的代数和恒为零。电流的“代数和”是根据电流是流出结点还是流入结点判断的。若流出节点的电流前面取“+”号，则流入结点的电流前面取“-”号；电流是流出结点还是流入结点，均根据电流的参考方向判断。所以对任一结点都有 Σi=0； 基尔霍夫电压定律（KVL）: 在集总电路中，任何时候，对任意回路，所有支路电压的代数和恒为零。在应用时，需要任意指定一个回路的绕行方向，凡是支路电压的参考方向与回路的绕行方向一致者，该电压前面取“+”号；支路电压参考方向与回路绕行方向相反者，前面取“-”。最后，对任一回路都有 Σu=0； 1.2结点电压法 定义：结点电压是在为电路任选一个结点作为参考点（此点通常编号为“0”），并令其电位为零后,其余结点对该参考点的电位。并根据KCL写出方程，求出每个结点的电压。 在电路中任意选择某一结点为参考结点，其他结点为独立结点，这些结点与次参考结点之间的电压称为结点电压，结点电压的参考极性是以参考结点为负，其余独立结点为正。由于任意支路都连接在两个节点上，根据KVL，不难断定支路电压就是两个结点电压表示。在具有n个结点电压的共（n-1）个独立结点的KCL方程，就得到变量为（n-1）个独立方程，称为结点电压方程，最后由这些方程解出结点电压，从而求出所需的电压、电流。这就是结点电压法。 射频电路设计实训报告 设计题目阻抗变换器设计 系别 年级专业 设计组号 学生姓名/学号 指导教师 摘要：射频设计的主要工作之一，就是使电路的某一部分与另一部分相匹配，在这两部分之间实现最大功率传输，这就需要在射频电路中加入阻抗变换器从而达到阻抗匹配的目的。阻抗变换器就是起到将压电传感器的高阻抗变换为信号放大处理部分需要的低阻抗。本设计是关于阻抗匹配和阻抗转换器的一些阻抗匹配电路以及阻抗匹配的方法，用以实现匹配以及50Ω到75Ω以及75Ω到50Ω的阻抗转换器。从而得到所需要的输出阻抗以达到变换的目的。本次实验以2个无源阻抗匹配器为例，分别采用简单的电容电感的方式设计所需要的阻抗转换器，制作出实物并进行测试。 Abstract: One of the main RF design is a part of the circuit and the other part of the match between the two parts to achieve maximum power transfer, which requires adding the RF circuit impedance converter to achieve impedance matching purposes. Impedance transformer is played to a high impedance piezoelectric sensor signal amplification process is transformed into some of the needs of low impedance. This design is about impedance matching and impedance converter circuit and impedance matching impedance matching some of the methods used to achieve matching and 50Ω to 75Ω and 75Ω to 50Ω impedance converter. In order to get the required output impedance of achieving the purpose of transformation. The experiment with two passive impedance matching device, for example, capacitance and inductance, respectively, a simple way to design the required impedance converter to produce a physical and tested. 关键词： 射频设计 阻抗变换器 阻抗匹配 无源 一、基本阻抗匹配理论 当负载阻抗与传输线特性阻抗不相等或连接两段特性阻抗不同的传输线时，由于阻抗不匹配会产生反射现象，从而导致传输系统的功率容量和传输效率下降，负载不能获得最大功率。为了消除这种不良反射现象，可在其间接入阻抗变换器，以获得良好的匹配。 由图2－1（a ）可知，当R L =R S 时可得最大输出功率，称此状况为匹配状态。 图（a ） 输入输出功率关系图 图（b ） 广义阻抗匹配 此时：2 2 2 () S out L L S L V P I R R R R =?=?+ L S R k R =? 22 (1) S S in S L S V V P R R R k == ++ ? 1o u t i n k P P k =?+ 推而广之，如图2－1（b ）所示，当输入阻抗Z S 与负载阻抗Z L 互为共轭，即Z S =Z L * 时，形成广义阻抗匹配。因此，阻抗匹配电路亦可称为阻抗变换器。 ADS软件学习及阻抗匹配电路的仿真设计 专业班级：电子信息科学与技术3班 姓名： 学号： 一、实验内容 用分立LC设计一个L型阻抗匹配网络，实现负载阻抗（30+j*40）(欧姆) 到50(欧姆)的匹配，频率为1GHz。 二、设计原理 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，它反映了输入电路与输出电路之间的功率传输关系。 要实现最大的功率传输，必须使负载阻抗与源阻抗匹配，这不仅仅是为了减小功率损耗，还具有其他功能，如减小噪声干扰、提高功率容量和提高频率响应的线性度等。通常认为，匹配网络的用途就是实现阻抗变换，就是将给定的阻抗值变换成其他更合适的阻抗值。 基本阻抗匹配理论: ——（1） ——（2），由（1）与(2)可得：——（3） 当RL=Rs时可获得最大输出功率，此时为阻抗匹配状态。无论负载电阻大于还是小于信号源内阻，都不可能使负载获得最大功率，且两个电阻值偏差越大，输出功率越小。 广义阻抗匹配： 阻抗匹配概念可以推广到交流电路，当负载阻抗ZL与信号源阻抗Zs共轭时，即ZL=Zs，能够实现功率的最大传输，称作共轭匹配或广义阻抗匹配。 如果负载阻抗不满足共轭匹配条件，就要在负载和信号源之间加一个阻抗变换网络N，将负载阻抗变换为信号源阻抗的共轭，实现阻抗匹配。 三设计过程 1、新建ADS工程，新建原理图。在元件面板列表中选择“Simulation S--param”,在原理图中放两个Term和一个S-Parameters控件，分别把Term1设置成Z=5Oohm,Term2 设置成Z=30+j*40ohm，双击S-Parameters控件，弹出设置对话框，分别把Start设置成10MHz,Stop设置成2GHz，Step-size设置成1MHz。 2、在原理图里加入Smith Chart Matching 控件，并设置相关的频率和输入输出阻抗等参数。 3、连接电路。 4、在原理图设计窗口，执行菜单命令tools->Smith Chart,弹出Smart Component，选择“Update SmartComponent from Smith Chart Utility”，单击“OK”。 5、设置Freq=0.05GHz，Z0=50ohm。单击DefineSource /load Network terminations 按钮，弹出“Network Terminations”对话框，设置源和负载阻抗，然后依次单击“Apply”和“OK”。 6、采用LC分立器件匹配。 7、单击“Build ADS Circuit”按钮，即可以生成相应的电路。 8、进行仿真，要求其显示S(1,1)和S(2,1)单位为dB的曲线。 绪论 选频网络练习题 一、填空题 1、通频带的定义是幅值下降到最大值的 根号2分之1 倍 时所对应的频带宽度。 2、LC 谐振回路Q 值越大，则谐振曲线越 尖锐 ，通频带 越窄 ，选择性 越好 。 3、并联谐振回路的MHz f 50=，通频带2△ =50kHz ，则该回路品质因数为 100 。 4、通信系统由输入换能器、 发送设备 、 信道 、 接收设备 以及输出换能器组成。 5、、通常将携带有信息的电信号称为 调制信号 ，未调制的高频振荡信号称为 载波 ，通过调制后的高频振荡信号称为 已调信号 。 6、LC 并联谐振回路中，当回路谐振时，L ω等于C ω1 ，等效阻抗 最大 ，且为 L/CR ， 其谐振的频率是 2PI 根号下LC 分之一 。 7、无线电通信中，信号是以 电磁波 形式发射出去的。连续波的调制方式有 调幅 、 调频 、 调相 。 8、若接入系数为p ，由低抽头往高抽头转换，等效电阻变化 1/p2 倍，等效电流源变化 p 倍 9、接收机分为 直接放大式 和 超外差式 两种。 10、串联谐振一般又称_电压______谐振，串联谐振电路一般希望所接信号源是_低内阻________性质的，否则将使得该谐振电路没有频率选择性。 11、由于谐振回路具有谐振特性，所以它具有 选频滤波 的能力。回路的Q 值越 回路的谐振曲线越 尖锐 ，通频带越 窄 ，选择性就越 好 。 12、如图所示是LC 并联谐振回路，若加大R ，则回路的通频带变 宽 ，回路选择性 变 差 。 13、矩形系数是表征放大器_ 选择性 好坏的一个物理量，其定义式为 =1.0r K 。 14、发送设备的两大任务是 调制 和 放大 。 二、选择题 1、有一并联谐振回路空载品质因数为 Q ，谐振时电感支路电流与电流源 S I 之间的关系近 似为（ A ）。 A 、s 0I Q B 、s I C 、0s I D 、 其它 2、在调谐放大器的LC 回路两端并上一个电阻R ，可以 C 。 A ．提高回路的Q 值 B ．提高谐振频率 C ．加宽通频带 D ．减小通频带 3、串联谐振回路外加信号频率等于回路谐振频率时回路呈（ C ） A 、感性 B 、容性 C 、阻性 D 、容性或感性 4、在高频放大器中，多用调谐回路作为负载，其作用不包括 （ D ） A ．选出有用频率 B ．滤除谐波成分 C ．阻抗匹配 D ．产生新的频率成分 5、为了有效发射电磁波，天线尺寸应当与发射信号下面哪个量相比拟： （ A ） A 、波长 B 、 频率 C 、幅度 D 、都不对 6、并联谐振回路的通频带是指其输出电压下降到谐振电压的 所对应的频率范围， 用7 .02f ?表示。 （ D ） A 、1/2 B 、1/3 C 、1/3 D 、1/2 7、LC 并联谐振回路具有选频作用。回路的品质因数越高，则 （ A ） A 、回路谐振曲线越尖锐，选择性越好，但通频带越窄。 B 、回路谐振曲线越尖锐，选择性越好，通频带越宽。 第一章 选频网络与阻抗变换 思考题与习题 1.1 已知LC 串联谐振回路的C =100pF ，0f =1.5MHz ，谐振时的电阻5r =Ω，试求：L 和 0Q 。 解：由 0f = 得 2612 011 (2)(2 1.510)10010 L f C ππ-= =???? 6 112.610112.6H H μ-=?= 66 002 1.510112.6105 L Q r ωπ-????== 212.2= 1.2 对于收音机的中频放大器，其中心频率0f =465kHz ，0.7BW =8kHz ，回路电容C=200pF ，试计算 回路电感L 和e Q 的值。若电感线圈的0Q =100，问在回路上应并联多大的电阻才能满足要求？ 解：由 0f = 得 2220012533025330585.73(μH)(2)0.465200 L f C f C π= ==≈? 由 0 0.7e f BW Q = 得 00.7465 58.1258 e f Q BW = == 00 310 001100171(k )2246510210eo Q R Q C f C ωππ-===≈Ω???? 058.12517199.18(k )100 e eo Q R R Q ∑= =?=Ω 外接电阻 017199.18 236.14(k )17199.18 eo e R R R R R ∑∑?= =≈Ω-- 1.3 有一并联回路在某频段内工作，频段最低频率为535kHz ，最高频率1605 k Hz 。现有两 个可变电容器，一个电容器的最小电容量为12pF ，最大电容量为100 pF ；另一个电容 器的最小电容量为15pF ，最大电容量为450pF 。试问： 1）应采用哪一个可变电容器，为什么？ 2）回路电感应等于多少？ 3）绘出实际的并联回路图。 解：1） max max min min '1605 3'535 f C f C === 因而 max min '9'C C = 但 100912<， 450 30915 => 因此应采用max min = 450PF, = 15pF C C 的电容器。 但因为 max min 30C C =，远大于9，因此还应在可变电容器旁并联一个电容C X ，以使max min C C X X C C ++=3， 解之得 C X ≈40pF 。 2） 将max 'C =C X +max C =490pF 代入 22 2min max min max 12533025330 180(μH)(2)''0.535490 L f C f C π= ==≈? 3）实际的并联回路如下 1.4 给定并联谐振回路的0f ＝5MHz ，C ＝50 pF ，通频带0.7BW ＝150kHz 。试求电感L 、品质 因数0Q 以及对信号源频率为5.5MHz 时的失调。又若把0.7BW 加宽至300kHz ，应在回路 两端再并联上一个阻值多大的电阻？ 解：回路电感值为 22 2001253302533020.2 μH 550 L C f C ω= ===? 又 0 0.70 f BW Q = 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。还有一个折衷的办法是，把C取很大，远大于几百万倍的采样电容Cs(一般4~20PF),则输入等效纯电阻，分压误差可以用GainOffset寄存器校正。 c.运放千万不能和SigmaDelta型ADC直连！前面说过，开关电容输入电路电路周期用采样电容从输入端采样，每次和运放并联的时候，会呈现低阻，和运放输出阻抗分压，造成电压下降，负反馈立刻开始校正，但运放压摆率(SlewRate)有限，不能立刻响应。于是造成瞬间电压跌落，取样接近完毕时，相当于高阻，运放输出电压上升，但压摆率使运放来不及校正，结果是过冲。而这时正是最关键的采样结束时刻。 所以，运放和SD型ADC连接，必须通过一个电阻和电容连接（接成低通）。而RC的关系又必须服从5.c里面所述规则。 d.差分输入和双极性的问题。SD型ADC都可以差分输入，都支持双极性输入。但这里的双极性并不是指可以测负压，而是Vi+Vi-两脚之间的电压。假设Vi-接AGND，那么负压测量范围不会超过-0.3V。正确的接法是Vi+Vi-共模都在-0.3~VCC之间差分输入。一个典型的 实验四 阻抗匹配网络理论 一、 实验目的 1． 了解基本的阻抗匹配理论； 2． 利用实验模组实际测量以了解匹配电路的特性。 二、 实验原理 在高频电路设计中，阻抗匹配是很重要的一环。从直流电路的基本理论中，我们知道若信号源的电阻与输出之负载电阻相同时，就可在输出端得到最大的功率输出。但是在交流电路中，除了电阻，尚有电容与电感等电抗性组件，因此若要求得到最大功率输出时，除了两端的电阻相等外，还需信号源的电抗与负载的电抗互成共轭才行。所以阻抗匹配的目的就是经由适当方法选择组件使得信号源与负载两端的电抗值成共轭关系，以便产生谐振而互相抵消，使得电路中仅存电阻性，而能得到最大功率传输。其次，由于现成的网络组件，其阻抗值会随着频率的变化而变化，因此阻抗匹配只能适用于某一特定的频率，但是对于宽频的电路来说，所设计的电路都期望能涵盖整个频宽。就理论而言，可借着适当方法来增加阻抗匹配的频宽范围。 如图7-1（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 S S in S L L L S S L P k k P R V P R k R R R R V R I Pout ?+= ?= ?=?+=?=2 2 2 22 )1() ( 图7-1（a ） 输出输入功率关系图 输出功率与阻抗比例的关系图见图7-1（b ）。由图可知，当R L =R S 时可获得最大输出功率，此时为阻抗匹配状态。 图7-1（b）输出功率与阻抗比例关系图 推而广之，如图7-1（c）所示，当输入阻抗Z S与负载阻抗Z L间成为Z S=Z L*的关系时，满足广义阻抗匹配的条件。所以，阻抗匹配电路也可以称为阻抗变换器。 当Z L=Z S*,即是[匹配] 图7-1(c) 广义[阻抗匹配]关系图 欲得到最大的功率输出，则须对电路加以阻抗匹配，阻抗匹配网络一般可分为三种：L 型、π型及T 型三种。选用何种匹配端视情况而定，除非有特别需求，一般都是以最少的零件来完成匹配。 说到阻抗匹配，不能不介绍史密斯圆图。为了简化反射系数的计算，P.H.Smith开发了以保角映射原理为基础的图解方法。这种近似法使得有可能在同一个图中简单直观的显示传输线阻抗以及反射系数。该图解方法称为Smith圆图，在实验四我们已经有过详细的介绍。 三、实验内容 实验设备: 英文名称：impedance matching 基本概念 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；对于放大器连接音箱来说，电子管机应选用与其输出端标称阻抗相等或接近的音箱，而晶体管放大器则无此限制，可以接任何阻抗的音箱。 匹配条件 ①负载阻抗等于信源内阻抗，即它们的模与辐角分别相等，这时在负载阻抗上可以得到无失真的电压传输。 ②负载阻抗等于信源内阻抗的共轭值，即它们的模相等而辐角之和为零。这时在负载阻抗上可以得到最大功率。这种匹配条件称为共轭匹配。如果信源内阻抗和负载阻抗均为纯阻性，则两种匹配条件是等同的。 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。 当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成份时，为使负载得到最大功率，负载阻抗与内阻必须满足共扼关系，即电阻成份相等，电抗成份绝对值相等而符号相反。这种匹配条件称为共扼匹配。 阻抗匹配（Impedance matching）是微波电子学里的一部分，主要用于传输线上，来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的，不会有信号反射回来源点，从而提升能源效益。史密夫图表上。电容或电感与负载串联起来，即可增加或减少负载的阻抗值，在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地，首先图表上的点会以图中心旋转180度，然后才沿电阻圈走动，再沿中心旋转180度。重覆以上方法直至电阻值变成1，即可直接把阻抗力变为零完成匹配。 共轭匹配 在信号源给定的情况下，输出功率取决于负载电阻与信号源内阻之比K，当两者相等，即K=1时，输出功率最大。然而阻抗匹配的概念可以推广到交流电路，当负载阻抗与信号源阻抗共轭时，能够实现功率的最大传输，如果负载阻抗不满足共轭匹配的条件，就要在负载和信号源之间加一个阻抗变换网络，将负载阻抗变换为信号源阻抗的共轭，实现阻抗匹配。ADS阻抗匹配原理及负载阻抗匹配
阻抗变换变换的方法和计算
第二章 选频网络 答案
输入阻抗、输出阻抗、阻抗匹配分析_.
1／4波长阻抗变换器地分析报告
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