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PCB布板阻抗匹配概念

PCB布板阻抗匹配概念
PCB布板阻抗匹配概念

阻抗匹配概念

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,电抗成份只数值相等而符号相反。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。

大体上,阻抗匹配有两种,一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit matching),另一种则是调整传输线的波长(transmission line matching)。

要匹配一组线路,首先把负载点的阻抗值,除以传输线的特性阻抗值来归一化,然后把数值划在史密夫图表上。

改变阻抗力

把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。

调整传输线

由负载点至来源点加长传输线,在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动,直至走到电阻值为1的圆圈上,即可加电容或电感把阻抗力调整为零,完成匹配

阻抗匹配则传输功率大,对于一个电源来讲,单它的内阻等于负载时,输出功率最大,此时阻抗匹配。最大功率传输定理,如果是高频的话,就是无反射波。对于普通的宽频放大器,输出阻抗50Ω,功率传输电路中需要考虑阻抗匹配,可是如果信号波长远远大于电缆长度,即缆长可以忽略的话,就无须考虑阻抗匹配了。阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生反射,这表明所有能量都被负载吸收了.反之则在传输中有能量损失。高速PCB布线时,为了防止信号的反射,要求是线路的阻抗为50欧姆。这是个大约的数字,一般规定同轴电缆基带50欧姆,频带75欧姆,对绞线则为100欧姆,只是取个整而已,为了匹配方便.

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,而另一个抗字呢?简单地说,阻抗就是电阻加电抗,所以才叫阻抗;周延一点地说,阻抗就是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。在直流电的世界中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。电阻小的物质称作良导体,电阻很大的物质称作非导体,而最近在高科技领域中称的超导体,则是一种电阻值几近于零的东西。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是奥姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电

感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。

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,电抗成份只数值相等而符号相反。这种匹配条件称为共扼匹配。

一.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37Ω,在高电平时典型的输出阻抗为45Ω[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。可以看出,有一段时间负载端信号幅度为原始信号幅度的一半。显然这时候信号处在不定逻辑状态,信号的噪声容限很低。

串联匹配是最常用的终端匹配方法。它的优点是功耗小,不会给驱动器带来额外的直流负载,也不会在信号和地之间引入额外的阻抗;而且只需要一个电阻元件。

、并联终端匹配

并联终端匹配的理论出发点是在信号源端阻抗很小的情况下,通过增加并联电阻使负载端输入阻抗与传输线的特征阻抗相匹配,达到消除负载端反射的目的。实现形式分为单电阻和双电阻两种形式。

并联终端匹配后的信号传输具有以下特点:

A驱动信号近似以满幅度沿传输线传播;

B所有的反射都被匹配电阻吸收;

C负载端接受到的信号幅度与源端发送的信号幅度近似相同。

在实际的电路系统中,芯片的输入阻抗很高,因此对单电阻形式来说,负载端的并联电阻值必须与传输线的特征阻抗相近或相等。假定传输线的特征阻抗为

50Ω,则R值为50Ω。如果信号的高电平为5V,则信号的静态电流将达到100mA。由于典型的TTL或CMOS电路的驱动能力很小,这种单电阻的并联匹配方式很少出现在这些电路中。

双电阻形式的并联匹配,也被称作戴维南终端匹配,要求的电流驱动能力比单电阻形式小。这是因为两电阻的并联值与传输线的特征阻抗相匹配,每个电阻都比传输线的特征阻抗大。考虑到芯片的驱动能力,两个电阻值的选择必须遵循三个原则:

⑴.两电阻的并联值与传输线的特征阻抗相等;

⑵.与电源连接的电阻值不能太小,以免信号为低电平时驱动电流过大;

⑶.与地连接的电阻值不能太小,以免信号为高电平时驱动电流过大。

并联终端匹配优点是简单易行;显而易见的缺点是会带来直流功耗:单电阻方式的直流功耗与信号的占空比紧密相关?;双电阻方式则无论信号是高电平还是低电平都有直流功耗。因而不适用于电池供电系统等对功耗要求高的系统。另外,单电阻方式由于驱动能力问题在一般的TTL、CMOS系统中没有应用,而双电阻方式需要两个元件,这就对PCB的板面积提出了要求,因此不适合用于高密度印刷电路板。

当然还有:AC终端匹配;基于二极管的电压钳位等匹配方式。

二.将讯号的传输看成软管送水浇花

2.1数位系统之多层板讯号线(Signal Line)中,当出现方波讯号的传输时,可将之假想成为软管(hose)送水浇花。一端于手握处加压使其射出水柱,另一端接在水龙头。当握管处所施压的力道恰好,而让水柱的射程正确洒落在目标区时,则施与受两者皆欢而顺利完成使命,岂非一种得心应手的小小成就?

2.2然而一旦用力过度水注射程太远,不但腾空越过目标浪费水资源,甚至还可能因强力水压无处宣泄,以致往来源反弹造成软管自龙头上的挣脱!不仅任务失败横生挫折,而且还大捅纰漏满脸豆花呢!

2.3反之,当握处之挤压不足以致射程太近者,则照样得不到想要的结果。过犹不及皆非所欲,唯有恰到好处才能正中下怀皆大欢喜。

2.4上述简单的生活细节,正可用以说明方波(Square Wave)讯号(Signal)在多层板传输线(Transmission Line,系由讯号线、介质层、及接地层三者所共同组成)中所进行的快速传送。此时可将传输线(常见者有同轴电缆Coaxial Cable,与微带线Microstrip Line或带线Strip Line等)看成软管,而握管处所施加的压力,就好比板面上“接受端”(Receiver)元件所并联到Gnd的电阻器一般,可用以调节其终点的特性阻抗(Characteristic Impedance),使匹配接受端元件内部的需求。

三.传输线之终端控管技术(Termination)

3.1由上可知当“讯号”在传输线中飞驰旅行而到达终点,欲进入接受元件(如CPU或Meomery等大小不同的IC)中工作时,则该讯号线本身所具备的“特性阻抗”,必须要与终端元件内部的电子阻抗相互匹配才行,如此才不致任务失败白忙一场。用术语说就是正确执行指令,减少杂讯干扰,避免错误动作”。一旦彼此未能匹配时,则必将会有少许能量回头朝向“发送端”反弹,进而形成反射杂讯(Noise)的烦恼。

3.2当传输线本身的特性阻抗(Z0)被设计者订定为28ohm时,则终端控管的接地的电阻器(Zt)也必须是28ohm,如此才能协助传输线对Z0的保持,使整体得以稳定在28ohm的设计数值。也唯有在此种Z0=Zt的匹配情形下,讯号的传输才会最具效率,其“讯号完整性”(Signal Integrity,为讯号品质之专用术语)也才最好。

四.特性阻抗(Characteristic Impedance)

4.1当某讯号方波,在传输线组合体的讯号线中,以高准位(High Level)的正压讯号向前推进时,则距其最近的参考层(如接地层)中,理论上必有被该电场所感应出来的负压讯号伴随前行(等于正压讯号反向的回归路径Return Path),如此将可完成整体性的回路(Loop)系统。该“讯号”前行中若将其飞行时间暂短加以冻结,即可想象其所遭受到来自讯号线、介质层与参考层等所共同呈现的瞬间阻抗值(Instantanious Impedance),此即所谓的“特性阻抗”。是故该“特性阻抗”应与讯号线之线宽(w)、线厚(t)、介质厚度(h)与介质常数(Dk)都扯上了关系。

4.2阻抗匹配不良的后果由于高频讯号的“特性阻抗”(Z0)原词甚长,故一般均简称之为“阻抗”。读者千万要小心,此与低频AC交流电(60Hz)其电线(并非传输线)中,所出现的阻抗值(Z)并不完全相同。数位系统当整条传输线的Z0都能管理妥善,而控制在某一范围内(±10﹪或±5﹪)者,此品质良好的传输线,将可使得杂讯减少,而误动作也可避免。但当上述微带线中Z0的四种变数(w、t、h、r)有任一项发生异常,例如讯号线出现缺口时,将使得原来的Z0突然上升(见上述公式中之Z0与W成反比的事实),而

无法继续维持应有的稳定均匀(Continuous)时,则其讯号的能量必然会发生部分前进,而部分却反弹反射的缺失。如此将无法避免杂讯及误动作了。例如浇花的软管突然被踩住,造成软管两端都出现异常,正好可说明上述特性阻抗匹配不良的问题。

4.3阻抗匹配不良造成杂讯上述部分讯号能量的反弹,将造成原来良好品质的方波讯号,立即出现异常的变形(即发生高准位向上的Overshoot,与低准位向下的Undershoot,以及二者后续的Ringing)。此等高频杂讯严重时还会引发误动作,而且当时脉速度愈快时杂讯愈多也愈容易出错

艺术设计基础考试大纲

《设计基础课程》 自学考试大纲 目录 第一部分课程性质与设置目的 第二部分课程内容和考核目标 第一章绪论 ; 课程内容 考核目标 第二章设计艺术的发展、分类及特点 课程内容 考核目标 第三章平面设计艺术鉴赏 课程内容 考核目标 第四章现代设计艺术鉴赏 课程内容 '

考核目标 第五章环境设计艺术鉴赏 课程内容 考核目标 第六章工业产品设计鉴赏 课程内容 考核目标 第七章传统与民间工艺鉴赏 课程内容 考核目标 — 第三部分有关说明与实施要求 第四部分附录:题型举例

第一部分课程性质与设置目的 … 一、课程性质与特点 设计基础课程是高等教育自学考试美术设计教育专业(专科)的必修课,是美术设计教育专业的一门基础理论课程。本课程为设计的基础性课程,主要是对平面设计艺术、现代设计艺术、环境设计艺术、工业产品设计艺术、传统与民间工艺等设计类别进行基本理论的讲述,以及对优秀作品进行概述、欣赏、评析。介绍各领域一些著名设计师的设计思路与设计方法,领会设计师们考虑问题的角度。课程涉及设计艺术史、设计艺术批评和美学等艺术学科知识,但也有别于其他史论课程,有较强的实践性,课程用大量的设计艺术作品给鉴赏者以强烈的感性冲击。从案例中生成美的感觉、美的情趣、美的意识。 二、课程目的与要求 本课程的设置目的与要求在于以通过介绍各领域设计艺术的基本理论知识、欣赏优秀作品、分析重点设计作品,强化学生对基本知识的理解、设计艺术作品的鉴赏能力、设计艺术审美能力,以及扩展设计的视野。 三、教材的第二、三、五和六章是考核重点。第二章是论述了设计艺术的发展、分类及特点,通过设计艺术门类的变化来考察现代设计艺术的历史演进规律同时便于实践。第三、五和六章分别对设计艺术的主要门类:平面设计艺术、环境设计艺术、工业产品设计艺术三门进行基本理论阐述和作品鉴赏分析,这几部分是设计艺术的主要组成部分,鉴赏这些作品也能够掌握整个设计艺术的概貌。 "

传输线理论与电感

目錄 第一章傳輸線理論 一傳輸線原理 二微帶傳輸線 三微帶傳輸線之不連續分析第二章被動元件之電感設計與分析一電感原理 二電感結構與分析 三電感設計與模擬 四電感分析與量測

第一章 傳輸線理論 傳輸線理論與傳統電路學之最大不同,主要在於元件之尺寸與傳導電波之波長的比值。當元件尺寸遠小於傳輸線之電波波長時,傳統的電路學理論才可以使用,一般以傳輸波長(Guide wavelength )的二十分之ㄧ(λ/20)為最大尺寸,稱為集總元件(Lumped elements );反之,若元件的尺寸接近傳輸波長,由於元件上不同位置之電壓或電流的大小與相位均可能不相同,因而稱為散佈式元件(Distributed elements )。 由於通訊應用的頻率越來越高,相對的傳輸波長也越來越小,要使電路之設計完全由集總元件所構成變得越來越難以實現,因此,運用散佈式元件設計電路也成為無法避免的選擇。 當然,科技的進步已經使得集總元件的製作變得越來越小,例如運用半導體製程、高介電材質之低溫共燒陶瓷(LTCC )、微機電(MicroElectroMechanical Systems, MEMS )等技術製作集總元件,然而,其中電路之分析與設計能不乏運用到散佈式傳輸線的理論,如微帶線(Microstrip Lines )、夾心帶線(Strip Lines )等的理論。 因此,本章以討論散佈式傳輸線的理論開始,進而以微帶傳輸線為例介紹其理論與公式,並討論微帶傳輸線之各種不連續之電路,以作為後續章節之被動元 1.1(a)。其中的集總元件電路模型描述,其中 (a) (b) i (z, t ) v z, t ) z

射频阻抗匹配与史密斯_Smith_圆图:基本原理详解

阻抗匹配与史密斯(Smith)圆图:基本原理
在处理 RF 系统的实际应用问题时,总会遇到一些非常困难的工作,对各部分级联电路的不同阻抗进行匹配就是其中之一。一般情况下, 需要进行匹配的电路包括天线与低噪声放大器(LNA)之间的匹配、 功率放大器输出(RFOUT)与天线之间的匹配、 LNA/VCO 输出与混频器输入 之间的匹配。匹配的目的是为了保证信号或能量有效地从“信号源”传送到“负载”。
在高频端,寄生元件(比如连线上的电感、板层之间的电容和导体的电阻)对匹配网络具有明显的、不可预知的影响。频率在数十兆赫兹 以上时,理论计算和仿真已经远远不能满足要求,为了得到适当的最终结果,还必须考虑在实验室中进行的 RF 测试、并进行适当调谐。 需要用计算值确定电路的结构类型和相应的目标元件值。
有很多种阻抗匹配的方法,包括
?
计算机仿真: 由于这类软件是为不同功能设计的而不只是用于阻抗匹配,所以使用起来比较复杂。设计者必须熟悉用正确的 格式输入众多的数据。设计人员还需要具有从大量的输出结果中找到有用数据的技能。另外,除非计算机是专门为这个用途 制造的,否则电路仿真软件不可能预装在计算机上。
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手工计算: 这是一种极其繁琐的方法,因为需要用到较长(“几公里”)的计算公式、并且被处理的数据多为复数。 经验: 只有在 RF 领域工作过多年的人才能使用这种方法。总之,它只适合于资深的专家。 史密斯圆图:本文要重点讨论的内容。
本文的主要目的是复习史密斯圆图的结构和背景知识,并且总结它在实际中的应用方法。讨论的主题包括参数的实际范例,比如找出匹 配网络元件的数值。当然,史密斯圆图不仅能够为我们找出最大功率传输的匹配网络,还能帮助设计者优化噪声系数,确定品质因数的 影响以及进行稳定性分析。
图 1. 阻抗和史密斯圆图基础
基础知识
在介绍史密斯圆图的使用之前,最好回顾一下 RF 环境下(大于 100MHz) IC 连线的电磁波传播现象。这对 RS-485 传输线、PA 和天线之间 的连接、LNA 和下变频器/混频器之间的连接等应用都是有效的。

艺术设计概念

艺术设计 本专业学生主要学习艺术设计学方面的基本原理和基本知识,使学生通过艺术设计理论思维能力、造型艺术基础及设计原理与方法的基本训练,具备了解艺术设计的历史、现状和进行理论研究的基本素质,从事艺术设计教学、设计策划、设计创意和研究等的专业人才。核心课程:设计史论、设计原理、设计美学等。 专业介绍 艺术设计乃是一个技术和艺术融通的边缘学科,其内涵虽然也渗透到实用的造型计划中,但主要是指实用的美的造型计划。本文对艺术设计学的形成和发展、性质和特点、内容以及艺术设计训练的终极目标等问题进行了论述。并指出艺术设计学必将充分利用现代科学技术条件和多学科的协作,更好地满足人们物质上、精神上对于艺术设计的需求,为人类提供适合现代的、更美好的生活环境和生活方式。 艺术设计学是一门新兴学科,在中国发展态势强劲。经教育部批准增设的艺术设计专业,在全国有数百所高校。但很多学校由于缺乏合适的教材,无法开出艺术设计历史和理论课程。针对这一状况,东南大学现代艺术设计研究中心主任、博士生导师凌继尧教授和全国工艺设计学会技术美学分会会长徐恒醇教授撰写了本书。全书共有10章,系统阐述了艺术设计的生成和历史发展,详细介绍了艺术设计的有关理论及其各种流派和人物活动,对艺术设计的形态构成、功能定位、审美创造、市场开发等问题有深刻的思考。本书论述清晰,资料翔实,体例恰当,是高校艺术设计专业的理想教材,也可作为艺术设计工作者的参考书。业务培训目标 业务培养目标:本专业培养具备艺术设计学教学和研究等方面的知识和能力,能在艺术设计教育、研究、设计、出版和文博等单位从事艺术设计学教学、研究、编辑等方面工作的专门人才。 本专业培养与我国社会主义现代化建设要求相适应的德、智、体、美等全面发展,掌握本专业所必须的文化基础知识、专业知识和熟练的职业技能,具有从事本专业实际工作的综合能力和全面素质,在城市规划、建筑及园林等城建部门、在相关设计公司、工程公司从事设计、管理工作及在相关工程项目从事建设与监理工作的高素质劳动者和高等技术性专业人才。

射频连接器的阻抗原理

阻抗匹配与史密斯(Smith)圆图:基本原理 在处理RF系统的实际应用问题时,总会遇到一些非常困难的工作,对各部分级联电路的不同阻抗进行匹配就是其中之一。一般情况下,需要进行匹配的电路包括天线与低噪声放大器(LNA)之间的匹配、功率放大器输出(RFOUT)与天线之间的匹配、LNA/VCO 输出与混频器输入之间的匹配。匹配的目的是为了保证信号或能量有效地从“信号源”传送到“负载”。 在高频端,寄生元件(比如连线上的电感、板层之间的电容和导体的电阻)对匹配网络具有明显的、不可预知的影响。频率在数十兆赫兹以上时,理论计算和仿真已经远远不能满足要求,为了得到适当的最终结果,还必须考虑在实验室中进行的RF测试、并进行适当调谐。需要用计算值确定电路的结构类型和相应的目标元件值。 有很多种阻抗匹配的方法,包括 ?计算机仿真:由于这类软件是为不同功能设计的而不只是用于阻抗匹配,所以使用起来比较复杂。设计者必须熟悉用正确的格式输入众多的数据。设计人员还需要具有从大量的输出结果中找到有用数据的技能。另外,除非计算机是专门为这个用途制造的,否则电路仿真软件不可能预装在计算机上。 ?手工计算:这是一种极其繁琐的方法,因为需要用到较长(“几公里”)的计算公式、并且被处理的数据多为复数。 ?经验:只有在RF领域工作过多年的人才能使用这种方法。总之,它只适合于资深的专家。 ?史密斯圆图:本文要重点讨论的内容。 本文的主要目的是复习史密斯圆图的结构和背景知识,并且总结它在实际中的应用方法。讨论的主题包括参数的实际范例,比如找出匹配网络元件的数值。当然,史密斯圆图不仅能够为我们找出最大功率传输的匹配网络,还能帮助设计者优化噪声系数,确定品质因数的影响以及进行稳定性分析。 图1. 阻抗和史密斯圆图基础 基础知识 在介绍史密斯圆图的使用之前,最好回顾一下RF环境下(大于100MHz) IC连线的电磁波传播现象。这对RS-485传输线、PA和天线之间的连接、LNA和下变频器/混频器之间的连接等应用都是有效的。

ADS阻抗匹配原理及负载阻抗匹配

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

阻抗匹配与史密斯圆图:基本原理

阻抗匹配与史密斯圆图:基本原理 摘要:本文是关于使用史密斯圆图进行射频阻抗匹配计算的教程。本文还提供了一些示例以描绘如何计算反射系数、阻抗、导纳等参数。本文还提供了一个样例,使用图形方法计算工作在900MHz下的MAX2472的匹配网络。 经过实践证明,史密斯圆图仍然是用于判定传输线路阻抗的基本工具。 当处理射频应用的实际实现时,总会碰到一些噩梦般的任务。其中之一就是需要匹配各个互连模块之间的不同的阻抗。通常,这些包括天线到低噪声放大器(LNA),功率放大器输出(RFOUT)到天线,以及LNA/VCO输出到混频器输入。对于信号与能量从“源”到“负载”的正确传输来说,匹配任务是必需的。 在高频率的射频电路中,寄生元素(例如导线电感、层间电容、导体电阻等等)对匹配网络有着显著,但无法预料的影响。在几十兆赫兹频率以上的电路中,理论上的计算与仿真常常是不足够的。在射频实验室测量现场,伴随着调谐工作,必须仔细考虑才能决定合适的最终取值。必须使用计算值以便于建立结构类型与目标元件的取值。 有很多方法可用于计算阻抗匹配,包括: ●计算机仿真:原理复杂但是使用简单,仿真器一般用于区别设计功能,而不是进行阻抗 匹配。设计者必须熟悉需要键入的多重数据输入,以及这些数据输入的正确格式。他们同样需要专门的知识,以便于在大量的结果数据中找到有用的数据。另外,除非计算机被用于进行电路仿真这样的工作,电路仿真软件就不会预安装在计算机上。 ●手动计算:由于计算方程的长度(“上公里的”),以及要进行计算的数字的复杂性,这 种方式被普遍认为是非常单调乏味的。 ●经验直觉:只有当一个人在射频领域中工作过很多年以后,才能取得这样的能力。简而 言之,这种方法只适用于非常资深的专家。 ●史密斯圆图:本文所专注的内容。 本文的主要目标就是回顾史密斯圆图的构造与背景,并且总结如何使用史密斯圆图的实践方式。本文提出的主题包括了参数的实际说明,例如找到匹配网络元件的取值。当然,我们使用史密斯圆图不仅仅只能进行最大功率传输的匹配。史密斯圆图同样能够帮助设计者计算出最佳的噪声系数,确保质量因素的影响,以及评估稳定性分析等等。

艺术设计基础复习资料

第一章绪论 1.1设计艺术鉴赏的特点 艺术鉴赏的概念 “鉴赏” :鉴者,照也,明也,即”识” , 赏者: 即赏心,称扬,玩娱之意. 鉴赏即:感受,鉴识,理解和评判的过程. 人们在鉴赏中的思维活动和感情活动, 从具体设计作品的感受出发.由感性阶段和理性阶段认识的飞跃. 鉴赏课程,用大量的设计艺术作品给鉴赏者以强烈的感性冲击,从案例中生成美的感觉,美的情趣,美的意识. 涉及设计艺术史、设计艺术批评和美学等艺术学科知识。 1969年,美国学者,亚历山大,西蒙首次提出“设计科学” 论文<<关于人为事物的科学>> : 从人的创造思维和器物的合理结构之间的辩证统一和互为因果的关系出发,对设计科学的基本框架进行总结.包括定义,研究对象和实践意义. 20世纪初,“design ”开始引入中国”中国开始注重装饰与设计 俞剑华<<最新图案法>> “图案design一语” 1920 蔡元培<<美术的起源>>“美术有狭义:建筑造像,,广义:图画与工艺美术”等 柳林<<提倡工艺美术与提倡国货>>我国制造家、实业家忽视工艺美术之得要,不以工艺美术为产品竟争这必要工具的结果。 1.1.1识记:设计、艺术、技术三者的关系 设计:艺术与科学的结合体, 也是一种文化现象, 具有高附加值的文化与艺术含量. 设计艺术作品满足消费者三方面需求 1. 基本功能2. 享受功能 3.鉴赏功能, ,构成了文化与艺术上不断提高的需求.. 艺术: 是一种方式, 过程,手段,, 又可以是艺术品,艺术现象, 联系点: 1. 艺术的属性: 技术, 是技术存在的最高形态.. 2. 技术成为艺术存在的基础,艺术在技术中成长出来. 整体设计的产生便是科学技术与艺术进步整合的产物. 技术化与艺术化的高度整合和统一,使设计日趋艺术化, 艺术化生活是人类的理想. 苏珊-朗格: <<艺术符号美学>> 席勒<<美育书简>> 马克-第亚尼<<非物质社会---后工业世界的设计.文化与技术>> 1.1.2艺术欣赏与设计艺术鉴赏. (1) 领会:艺术欣赏与设计艺术鉴赏的不同点 以下艺术欣赏

总线传输时阻抗匹配的原理

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匹配(相等)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,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75欧,而一些射频设备上则常用特征阻抗为50欧的同轴电缆。另外还有一种常见的传输线是特性阻抗为300欧的扁平平行线,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75欧,所以300欧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300欧到75欧的阻抗转换器(一个塑料包装的,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的)?它里面其实就是一个传输线变压器,将300欧的阻抗,变换成75欧的,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。 阻抗匹配基础 标签:终端网络工作图形signal能源 2009-08-11 21:17 38690人阅读评论(11) 收藏举报 目录(?)[+]英文名称:impedance matching 基本概念

阻抗匹配概念

阻抗匹配概念 阻抗匹配概念 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,电抗成份只数值相等而符号相反。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。 大体上,阻抗匹配有两种,一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit matching),另一种则是调整传输线的波长(transmission line matching)。 要匹配一组线路,首先把负载点的阻抗值,除以传输线的特性阻抗值来归一化,然后把数值划在史密夫图表上。 改变阻抗力把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。 调整传输线由负载点至来源点加长传输线,在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动,直至走到电阻值为1的圆圈上,即可加电容或电感把阻抗力调整为零,完成匹配 阻抗匹配则传输功率大,对于一个电源来讲,单它的内阻等于负载时,输出功率最大,此时阻抗匹配。最大功率传输定理,如果是高频的话,就是无反射波。对于普通的宽频放大器,输出阻抗50Ω,功率传输电路中需要考虑阻抗匹配,可是如果信号波长远远大于电缆长度,即缆长可以忽略的话,就无须考虑阻抗匹配了。阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生反射,这表明所有能量都被负载吸收了.反之则在传输中有能量损失。高速PCB布线时,为了防止信号的反射,要求是线路的阻抗为50欧姆。这是个大约的数字,一般规定同轴电缆基带50欧姆,频带75欧姆,对绞线则为100欧姆,只是取个整而已,为了匹配方便. 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,而另一个抗字呢?简单地说,阻抗就是电阻加电抗,所以才叫阻抗;周延一点地说,阻抗就是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。在直流电的世界中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。电阻小的物质称作良导体,电阻很大的物质称作非导体,而最近在高科技领域中称的超

平面设计 概念

平面设计概念

平面设计(graphic design)的定义泛指具有艺术性和专业性,以“视觉”作为沟通和表现的方式。透过多种方式来创造和结合符号、图片和文字,借此作出用来传达想法或讯息的视觉表现。平面设计师可能会利用字体排印、视觉艺术、版面(page layout)等方面的专业技巧,来达成创作计划的目的。平面设计通常可指制作(设计)时的过程,以及最后完成的作品。 基本要素 平面设计除了在视觉上给人一种美的享受外,更重要的是向广大的消费者转达一种信息,一种理念,因此在平面设计中,不单单注重表面视觉上的美观,而应该考虑信息的传达,现在平面设计主要是有以下几个基本要素构成的: A、创意:是平面设计的第一要素,没有好的创意,就没有好的作品,创意中要考虑观众、传播媒体、文化背景三个条件。 B、构图:构图就是要解决图形、色彩和文字三者之间的空间关系,做到新颖,合理和统一。 C、色彩:好的平面设计作品在画面色彩的运用上注意调和、对比、平衡、节奏与韵律。 不管是现在的报刊广告、邮寄广告、还是我们比较经常看到的广告招贴等,都是有这些要素通过巧妙的安排、配置、组合而成的。 平面特征 设计是科技与艺术的结合,是商业社会的产物,在商业社会中需要艺术设计与创作理想的平衡,需要客观与克制,需要借作者之口替委托人说话。设计与美术不同,因为设计即要符合审美性又要具有实用性、替人设想、以人为本,设计是一种需要而不仅仅是装饰、装潢。设计没有完成的概念,设计需要精益求精,不断的完善,需要挑战自我,向自己宣战。设计的关键之处在于发现,只有不断通过深入的感受和体验才能做到,打动别人对于设计师来说是一种挑战。设计要让人感动,足够的细节本身就能感动人,图形创意本身能打动人,色彩品位能打动人,材料质地能打动人、……把设计的多种元素进行有机艺术化组合。还有,设计师更应该明

怎样理解阻抗匹配,很难得的资料

怎样理解阻抗匹配 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-r)2+4×R×r] =U2/{[(R-r)2/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-r)2/R],当R=r时,[(R-r)2/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

网络工程 心得

学习网络工程心得体会 网络工程师是指基于硬、软件两方面的工程师。根据硬件和软件的不同、认证的不同,将网络工程师划分成很多种类。网络工程师是通过学习和训练,掌握网络技术的理论知识和操作技能的网络技术人员。网络工程师能够从事计算机信息系统的设计、建设、运行和维护工作。 在科技飞速发展的今天,计算机网络早已被每一个人熟知,它让我们的生活更加精彩,让人与人之间的距离更加贴近了,也让庞大的地球变为一个小村落。由此可见,当今计算机网络已是普及到世界的各个角落,通过一学期的学习和自身多年的体验以及使用,对计算机网络也是更加了解。 计算机网络的定义: 计算机网络技术是通信技术与计算机技术相结合的产物。计算机网络是按照网络协议,将地球上分散的、独立的计算机相互连接的集合。连接介质可以是电缆、双绞线、光纤、微波、载波或通信卫星。计算机网络具有共享硬件、软件和数据资源的功能,具有对共享数据资源集中处理及管理和维护的能力。计算机网络是“通信技术”与“计算机技术”的结合产物,数据交换是基础,资源交换为目的。计算机网络的组成: 组成:通信网络,资源子网 通信子网:(1)功能:完成网络的通信、数据的存储转发,具体的有:差错控制;流量控制;路由选择;网络安全;流量计费。(2)构成:网络结点、通信线路。资源子网:(1)功能:提供网络资源共享,处理数据能力。(2)构成:主机系统(硬件、软件)。 网络工程是指按计划进行的以工程化的思想、方式、方法,设计、研发和解决网络系统问题的工程。培养掌握网络工程的基本理论与方法以及计算机技术和网络技术等方面的知识,能运用所学知识与技能去分析和解决相关的实际问题,可在信息产业以及其他国民经济部门从事各类网络系统和计算机通信系统研究、教学、设计、开发等工作的高级科技人才。 关于网络工程这门课,我们是建筑工程专业的,这门选修课对于我们来讲也是有切入点的。在这门课上,我们学习了,网络工程的基本概念,很全面也很实际。了解了网络需求分析的内容和方法,可行性论证的过程以及网络工程投标的过程;还介绍了,网络逻辑实际的原理,将分层设计和组件设计结合起来,以以太网为例,分析了网络设计·升级的原理和方法,同时还介绍IP地址分配·SLAN 划分·路由协议选择等知识;还介绍了网络冗余设计和数据备份的原理和方法;介绍了网络安全的设计思想,举例说明了防火墙在网络安全结构中的作用,并给出制定防火墙策略的一些方法;重在介绍网络逻辑结构的物理实现,分成三大部分。即如何选择合适的传输物质,如何选择合适的网络设备以及结构化综合布线的构成和设计;介绍了流行的网络结构——Internet结构的基本原理,并举例了一个OA应用的实例,侧重介绍了以Internet为网络平台的OA系统如何搭;以上知识点是我按照书本写的,可能和老师讲课的顺序有所出入。 还有就是我们重点学习的路由器和交换机的配置。这部分老师讲的很多,也很仔细,包括了静态路由,动态路由,Eigrp协议,Ospf协议,交换机基本配置,VLAN,STP,ASL,NA T,DHCP,PPP,等众多协议。 在学习过程中,我们意识到了这门选修课的重要性:网络工程是国家战略工程,网络工程师说网络安全问题关系到国家的安全与社会的稳定,在网络信息技术高速发展的今天,在全球化进程的不断加速中,网络安全的重要性被日益放大,

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

阻抗匹配的原理与方法

一、50ohm特征阻抗 终端电阻的应用场合:时钟,数据,地址线的终端串联,差分数据线终端并联等。 终端电阻示图 B.终端电阻的作用: 1、阻抗匹配,匹配信号源和传输线之间的阻抗,极少反射,避免振荡。 2、减少噪声,降低辐射,防止过冲。在串联应用情况下,串联的终端电阻和信号线的分布电容以及后级电路的输入电容组成RC滤波器,消弱信号边沿的陡峭程度,防止过冲。 C.终端电阻取决于电缆的特性阻抗。 D.如果使用0805封装、1/10W的贴片电阻,但要防止尖峰脉冲的大电流对电阻的影响,加30PF的电容. E.有高频电路经验的人都知道阻抗匹配的重要性。在数字电路中时钟、信号的数据传送速度快时,更需注意配线、电缆上的阻抗匹配。 高频电路、图像电路一般都用同轴电缆进行信号的传送,使用特性阻抗为Zo=150Ω、75Ω的同轴电缆。 同轴电缆的特性阻抗Zo,由电缆的内部导体和外部屏蔽内径D及绝缘体的导电率er 决定:

另外,处理分布常数电路时,用相当于单位长的电感L和静电容量C的比率也能计算,如忽略损耗电阻,则 图1是用于测定同轴电缆RG58A/U、长度5m的输入阻抗ZIN时的电路构成。这里研究随着终端电阻RT的值,传送线路的阻抗如何变化。 图1 同轴传送线路的终端电阻构成 只有当同轴电缆的特性阻抗Zo和终端阻抗RT的值相等时,即ZIN=Zo=RT称为阻抗匹配。 Zo≠RT时随着频率f,ZIN变化。作为一个极端的例子,当RT=0、RT=∞时可理解其性质(阻抗以,λ/4为周期起伏波动)。 图2是RT=50Ω(稍微波动的曲线)、75Ω、dOΩ时的输人阻抗特性。当Zo≠RT时由于随着频率,特性阻抗会变化,所以传送的电缆的频率特上产生弯曲.

天线阻抗匹配原理

阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态,它反映了输人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。在一般的输人、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析。 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。容抗和感抗的值除了与电容和电感本身大小有关之外,还与所工作的交流电的频率有关。值得注意的是,在电抗电路中,电阻R,感抗而与容抗双的值不能用简单的算术相加,而常用阻抗三角形法来计算(见图 2)。因而电抗电路要做到匹配比纯电阻电路要复杂一些,除了输人和输出电路中的电阻成分要求相等外,还要求电抗成分大小相等符号相反(共轭匹配);或者电阻成分和电抗成分均分别相等(无反射匹配)。这里指的电抗X即感抗XL和容抗XC 之差(仅指串联电路来讲,若并联电路

阻抗匹配

阻抗匹配与史密斯(Smith)圆图: 基本原理 本文利用史密斯圆图作为RF 阻抗匹配的设计指南。文中给出了反射系数、阻抗和导 纳的作图范例,并用作图法设计了一个频率为60MHz 的匹配网络。 实践证明:史密斯圆图仍然是计算传输线阻抗的基本工具。 在处理RF 系统的实际应用问题时,总会遇到一些非常困难的工作,对各部分级联电路的不同阻抗进行匹配就是其中之一。一般情况下,需要进行匹配的电路包括天线与低噪声放大器(LNA)之间的匹配、功率放大 器输出(RFOUT)与天线之间的匹配、LNA/VCO 输出与混频器输入之间的匹配。匹配的目的是为了保证信号或能量有效地从“信号源”传送到“负载”。 在高频端,寄生元件(比如连线上的电感、板层之间的电容和导体的电阻)对匹配网络具有明显的、不可预 知的影响。频率在数十兆赫兹以上时,理论计算和仿真已经远远不能满足要求,为了得到适当的最终结果,还必须考虑在实验室中进行的RF 测试、并进行适当调谐。需要用计算值确定电路的结构类型和相应的目标元件值。 有很多种阻抗匹配的方法,包括: ? 计算机仿真: 由于这类软件是为不同功能设计的而不只是用于阻抗匹配,所以使用起来比较复杂。设计者必须熟悉用正确的格式输入众多的数据。设计人员还需要具有从大量的输出结果中找到有用数据的技能。另外,除非计算机是专门为这个用途制造的,否则电路仿真软件不可能预装在计算机上。 ? 手工计算: 这是一种极其繁琐的方法,因为需要用到较长(“几公里”)的计算公式、并且被处理的数据多为复数。 ? 经验: 只有在RF 领域工作过多年的人才能使用这种方法。总之,它只适合于资深的专家。 ? 史密斯圆图: 本文要重点讨论的内容。 本文的主要目的是复习史密斯圆图的结构和背景知识,并且总结它在实际中的应用方法。讨论的主题包括参数的实际范例,比如找出匹配网络元件的数值。当然,史密斯圆图不仅能够为我们找出最大功率传输的匹配网络,还能帮助设计者优化噪声系数,确定品质因数的影响以及进行稳定性分析。 w w w . p c b t e c h .n e t

艺术设计基础试卷(3)含答案

艺术设计基础试卷(3)含答案

《设计基础》试题(第三章) (课程代码10177) 班级_________姓名__________ 一、单项选择题 1.下列招贴内容属于社会公共招贴的是() A.企业形象招贴 B.音乐演出宣传画 B.电影海报 D.“预防爱滋病”宣传海报 2.包装设计必须以市场调查为基础,以下可不考虑进行定位的是() A.生产者 B.商品 C.销售渠道 D.销售对象 3.下列不属于包装设计审美的是() A.材料美 B.结构美 C.文化美 D.装饰美 4、连接封面和内页,目的在于封面和内页牢固不脱离,常采用抽象的肌理效果制作的版面叫() A.封面 B.扉页 C.环衬 D.目录 5.企业形象设计是围绕()为主体的一系列视觉符号的设计。 A.标志 B.标准字 C.标准色 C.吉祥物 6.具有实用价值和美感作用的包装外观形体,是指包装审美的() A.结构美 B.造型美 C.装饰美 D.材料美 二、多项选择题

1.下面关于“平面设计”的说法正确的是?() A 1922年美国设计师德维金斯在讲述自己的书籍装帧设计时第一次使用了这个名词 B 其设计的对象和范围限定在“二维”的空间维度之中 C 它的一个现代特征是与现代印刷技术的结合 D 在一定意义上体现了一个国家工业生产水平的标志 E 包括图形、字体、文字、插图、色彩、标志等基本元素 2.下面属于平面性广告的是()。 A 杂志广告 B 报纸广告 C 广播广告 D 路牌广告 E 车身广告 3.下面属于招贴内容美的有()。 A 社会现实 B 图形 C 文字 D 文化内涵 E 思想情感 4.标志按构成要素分类可分为()。 A 公共标识 B 文字标志 C 图形标志 D 文字与图形结合的标志 E 徽标 5.下列选项中属于企业的外部视觉形象要素的是()。 A 标志 B 标准字 C 企业的各种制度 D 名称 E 标准色 6.在我国,用于公益或文化宣传的招贴可称为() A 广告招贴 B 公益招贴 C 文化招贴 D宣传画 E 商品宣传画

网络工程师全面复习笔记_计算机基础知识

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计算机基础知识 一.计算机发展史略 世界上第一台电子数字式计算机于1946年2月15日在美国宾夕法尼亚大学正式投入运行,它的名称叫ENIAC(埃尼阿克),是电子数值积分计算机(The Electronic Numberical Intergrator and Computer)的缩写。它使用了17468个真空电子管,耗电174千瓦,占地170平方米,重达30吨,每秒钟可进行5000次加法运算。虽然它的功能还比不上今天最普通的一台微型计算机,但在当时它已是运算速度的绝对冠军,而且其运算的精确度和准确度也是史无前例的。以圆周率(π)的计算为例,中国的古代科学家祖冲之利用算筹,耗费心血,才把圆周率计算到小数点后7位数。一千多年后,英国人香克斯以毕生精力计算圆周率,才计算到小数点后707位。而使用ENIAC进行计算,仅用了40秒就达到了这个记录,还发现香克斯的计算中,第528位是错误的。 ENIAC奠定了电子计算机的发展基础,开辟了一个计算机科学技术的新纪元。有人将其称为人类第三次产业革命开始的标志。 ENIAC诞生后,数学家冯·诺依曼提出了重大的改进理论,主要有两点:其一是电子计算机应该以二进

制为运算基础,其二是电子计算机应采用"存储程序"方式工作,而且进一步明确指出了整个计算机的结构应由五个部分组成:运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置。冯·诺依曼的这些理论的提出,解决了计算机的运算自动化的问题和速度配合问题,对后来计算机的发展起到了决定性的作用。直至今天,绝大部分的计算机还是采用冯·诺依曼方式工作。 ENIAC诞生后短短的几十年间,计算机的发展突飞猛进。主要电子器件相继使用了真空电子管,晶体管,中、小规模集成电路和大规模、超大规模集成电路,引起计算机的几次更新换代。每一次更新换代都使计算机的体积和耗电量大大减小,功能大大增强,应用领域进一步拓宽。特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现,使得计算机迅速普及,进入了办公室和家庭,在办公室自动化和多媒体应用方面发挥了很大的作用。当前,计算机的应用已扩展到社会的各个领域。 电子计算机还在向以下四个方面发展: 巨型化天文、军事、仿真等领域需要进行大量的计算,要求计算机有更高的运算速度、更大的存储量,这就需要研制功能更强的巨型计算机。

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