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射频阻抗匹配(1)

Feb. 18. 2011

无线通信系统通常可由射频电路和数字电路两部分所组成，但两者在设计规则和应用场合的不同使之具有很大的差别，主要表现在阻抗、阻抗匹配、吸入电流、在系统的位置以及传输的类型等方面。

Feb. 18. 2011

当数字电路的数据传输速率接近或达到射频频率时，高速数字电路的结构和特点会发生变化，其阻抗匹配变得尤为重要。高速数字电路的设计需要的设计经验和背景。Feb. 18. 2011

当信号源阻抗和负载阻抗不是正好共轭匹配时，为了实现信号源到负载之间的无相移最大功率传输，就需

Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011 Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011 Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011

廉、性能最可靠、调节最简便为第一目标

基于集总元件的匹配电路拓扑结构

Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011From SEIEE SJTU

?从连接结构上来看，可以有串联连接和并联连接的不同连接，

?从滤波特性上来看，可以有低通滤波器和高通滤波器之分

?从匹配特性上来看，可以分别适用于Zs>ZL 或者Zs

Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011From SEIEE SJTU

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From SEIEE SJTU

Rs>R L

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(1) R S

选择LC 低通或CL 高通滤波结构的匹配电路：

C S S f X L π2=S C S X f C π21=Feb. 18. 2011

S L L

L L S S S 选择CL 低通或LC 高通滤波结构的匹配电路：

S C P f X L X f C ππ221==C S P f X L π2=Feb. 18. 2011

Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011

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Smith 圆图匹配网络图解设计示意图

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6. Feb. 18. 2011

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Smith 圆图上的四个区域：

区域1：低电阻（或高电导）：

区域2：高电阻（或低电导）：

区域3：低电阻低电导正电抗：

区域4：低电阻低电导正电抗：

Feb. 18. 2011From SEIEE SJTU

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From SEIEE SJTU 匹配P2线路结构只可应用于区域1和4，而不能应用于区域2和3。Feb. 18. 2011

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.匹配之后的电路

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Smith 圆图阻抗匹配设计实例（1）图解：

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形形匹配电路，Smith 圆图上设计的匹配路径

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Smith 圆图阻抗匹配设计实例（2）图解：

采用Smith 圆图设计所获得的集总元件实现的匹配电路

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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。
? ? ?
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。

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。

PECVD射频电源阻抗匹配

阻抗匹配的作用终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射在通信过程中，有两种信号因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。消除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续。由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。这种原因引起的反射，主要表现在通讯线路处在空闲方式时，整个网络数据混乱。要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法。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,

射频同轴连接器特性阻抗的计算

射频同轴连接器特性阻抗的计算时间：2013-06-01 00:00:00 来源：科技创新与应用2013年17期作者：岳磊射频同轴连接器特性阻抗的计算时间：2013-06-01 00:00:00 来源：科技创新与应用2013年17期作者：岳磊摘要：文章介绍了射频同轴连接器特性阻抗的计算方法之一，快速简便的获得阻抗值，方便采购与检验等环节。关键词：同轴连接器；射频转接器；特性阻抗；阻抗匹配 1 前言微波技术在新世纪得到更广泛的发展，作为微波技术的重要器件射频同轴连接器显得至关重要，选择匹配的连接器可以提高系统的性能。而作为选择连接器的重要因素，阻抗匹配显得很重要，了解和掌握阻抗的计算方法可以一定程度的保证器件选择、产品进货检验等。 2 射频同轴连接器简介用于射频同轴馈线系统的连接器通称为射频同轴连接器。射频同轴连接器按连接方式分类为：螺纹式连接器，卡口式连接器，推入式连接器，推入锁紧式连接器。常用的射频同轴连接器有SMA型、SMB型、SSMB型、N型、BNC型、TNC型等。射频同轴连接器电气性能方面包括特性阻抗、耐压、最高工作频率等因素，特性阻抗是连接器与传输系统及电缆的阻抗匹配，是选择射频同轴连接器的主要指标，阻抗不匹配会导致系统性能的很大下降。通过计算的阻抗来选择匹配的连接器，方便采购、检验及设计。利用射频同轴连接器

的结构尺寸计算其阻抗值的方法，快速简便。 3 射频同轴连接器特性阻抗的计算射频同轴连接器的特性阻抗主要依据其外导体的内直径和内导体的外直径以及和填充的介质共同决定的。如图1所示 3.3 实例2 BNC 型连接器的特性阻抗： BNC 型连接器使用于低功率，按特性阻抗分为50Ω和75Ω两种。不同于其它类型连接器的特点是50Ω与75Ω的内导体与外导体的尺寸一样，构成特性阻抗不同的区别在是否填充介质，也就是说有一种阻抗的连接器的填充是空气。75Ω特性阻抗的连接器没有填充介质，即空气介质（ε r=1）。50Ω特性阻抗的在内外导体之间填充的是常见的聚四氟乙烯介质，εr大约在2.2-2.4之间。BNC 型连接器外导体的内直径的标称值是6.5mm，内导体的外直径是2.06-2.21mm。同样对于外导体内直径的标称值由于机加工过程所造成的±0.05mm的误差范围，这样就可以算出在有无介质条件下的BNC 型射频同轴连接器的特性阻抗。下面是有填充介质时的特性阻抗。 75Ω（填充介质为空气，εr=1）：内导体外直径为2.06mm，外导体内直径为6.45是阻抗为68.4；当两者分别是2.21mm和6.55mm时结果为65.1 50Ω（填充介质为空气，εr=2.2）：内导体外直径为2.06mm，外导体内直径为6.45是阻抗为46.2；当两者分别是2.21mm和6.55mm时结果为43.9 我们再来计算一例： 3.4 计算时的注意事项 3.4.1 内导体外直径

PECVD射频电源阻抗匹配

阻抗匹配地作用终端电阻是为了消除在通信电缆中地信号反射在通信过程中, 有两种信号因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配. 阻抗不连续, 信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有, 信号在这个地方就会引起反射. 这种信号反射地原理, 与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似地. 消除这种反射地方法, 就必须在电缆地末端跨接一个与电缆地特性阻抗同样大小地终端电阻, 使电缆地阻抗连续. 由于信号在电缆上地传输是双向地, 因此, 在通讯电缆地另一端可跨接一个同样大小地终端电阻. 引起信号反射地另个原因是数据收发器与传输电缆之间地阻抗不匹配. 这种原因引起地反射, 主要表现在通讯线路处在空闲方式时, 整个网络数据混乱. 要减弱反射信号对通讯线路地影响, 通常采用噪声抑制和加偏置电阻地方法.在实际应用中,对于比较小地反射信号,为简单方便,经常采用加偏置电阻地方法. 阻抗匹配

RFID系统中阻抗匹配

RFID系统中阻抗匹配 1 引言阻抗匹配问题是电子技术中的一项基本概念，通过匹配可以实现能量的最优传送，信号的最佳处理。总之，匹配关乎着系统的性能，使匹配则是使系统的性能达到约定准则下的最优。其实，阻抗匹配的概念还可扩展到整个电学之中，包括强电(以电能应用为主)与弱电(以信号检测与处理为主)两个大的领域。再进一步，如果去掉阻抗的概念单就匹配而言，则其覆盖的范围将更为广阔，比如：在RFID技术应用中，技术与需求的满足涉及到匹配的问题等。本文主要讨论阻抗匹配在电子技术中的应用，特别是在无源RFID标签与读写器天线端口阻抗匹配中的应用。 2 阻抗匹配的几种方式在电子技术中，电压(U/u)、电流(I/i)、电阻(R/r)或阻抗(Z/z)都是非常基本的电学概念，一个欧姆定律即将其贯穿起来，如式(1)所示：其中，阻抗具有较电阻更一般的概念。基尔霍夫定律(KCL和KCL)则关系到一个子电路(一个闭合回路或一个闭包)的电压和电流应遵守的约束性关系。讨论阻抗匹配的问题最常用到的另外一个概念是戴维南定理，它是一个将复杂电路等效成为单一阻抗与理想电压源相串联的转换，如图1所示。

其中，图1(a)中的NS和N分别为含有电源的阻抗网络和纯阻抗网络。对于所研究的端口(A-A’)，端口的电压与电流关系由戴维南定理保证了图1(a)和图1(b)的情况完全等效，再简化可得到图1(c)。通过戴维南定理的等效转换，分析研究端口的阻抗匹配问题均可转化为图1(c)的模型来进行。电源端的阻抗ZS和负载端的阻抗ZL可以分别写成如式(2)所示的形式：端口阻抗匹配问题的研究可以从2个基本方向来考虑： (1)方向1：源端固定，即RS和XS不可变，考虑负载端RL和XL与源端的阻抗匹配问题。 (2)方向2：负载端固定，即RL和XS不可变，考虑源端RS和XS与负载端的阻抗匹配问题。下面以方向1，源端固定负载改变以实现匹配的问题为例讨论具体的匹配模式。结合式(2)与图2(c)，可能的端口阻抗匹配有如下5种模式：针对阻抗电路(由电源、电阻、电容、电感)，如果电源的频率是可变的，或者涉及到多个不同频率的电源时(叠加定理可处理)，则源端阻抗ZS和负载阻抗ZL均是频率的函数(电阻R 和电抗X)。此时的端口阻抗匹配问题的研究即是分析一个工作频段内的阻抗匹配情况。 3 各种阻抗匹配的典型应用前面提到的端口阻抗匹配的5种模式各具不同的应用，是由应用需求来选择匹配的模式。下面分别举例说明：

射频阻抗匹配(1)

Feb. 18. 2011 Feb. 18. 2011 Feb. 18. 2011 无线通信系统通常可由射频电路和数字电路两部分所组成，但两者在设计规则和应用场合的不同使之具有很大的差别，主要表现在阻抗、阻抗匹配、吸入电流、在系统的位置以及传输的类型等方面。 Feb. 18. 2011 Feb. 18. 2011 当数字电路的数据传输速率接近或达到射频频率时，高速数字电路的结构和特点会发生变化，其阻抗匹配变得尤为重要。高速数字电路的设计需要的设计经验和背景。Feb. 18. 2011 当信号源阻抗和负载阻抗不是正好共轭匹配时，为了实现信号源到负载之间的无相移最大功率传输，就需

Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011 Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011 Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011

廉、性能最可靠、调节最简便为第一目标基于集总元件的匹配电路拓扑结构 Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011From SEIEE SJTU ?从连接结构上来看，可以有串联连接和并联连接的不同连接， ?从滤波特性上来看，可以有低通滤波器和高通滤波器之分 ?从匹配特性上来看，可以分别适用于Zs>ZL 或者Zs

Feb. 18. 2011 From SEIEE SJTU RsR L Feb. 18. 2011 (1) R S

阻抗匹配中的巧妙使用

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。

从阻抗匹配解析射频传输线技术

从阻抗匹配解析射频传输线技术传输线设计是高频有线网络、射频微波工程、雷射光纤通信等光电工程的基础，为了能让能量可以在通信网路中无损耗地传输，良好的传输线设计是重要关键。无线通信加上视频技术将成为未来的明星产业，要达到这个目标，负责传送射频微波信号的介质除空气之外，就是高频的传输线。人类目前无法控制大气层，但是可以控制射频微波传输线，只要设法使通信网路的阻抗能相互匹配，发射能量就不会损耗。本文将从阻抗匹配的角度来解析射频微波传输线的设计技术。驻波比（SWR）两频率相同、振幅相近的电磁波能量流（energy flows）面对面地相撞（impinge）在一起，会产生驻波（standing wave），这种电磁波的能量粒子在空间中是处于静止（stand）状态（motionless）的，此暂停运动的时间长度比两电磁波能量流动的时间要长。因为驻波的能量粒子是静止不动的，所以，没有能量流进驻波或从驻波流出来。上述叙述较抽象，但是这里举个类似的例子，就可说明什么是驻波：做个物理实验，将两个口径、流速都相同的水管，面对面相喷，在两水管之间将会激起一个上下飞奔的水柱，这个水柱就是驻波。如果是在无地心引力的空间中，这个水柱将静止在那里不会坠地。电磁波在传输在线流动，入射波和反射波相遇时就会产生驻波。驻波比（standing wave rate；SWR）是驻波发生时最大电压和最小电压的比值（VSWR），或最大电流和最小电流的比值(公式一)： SWR = (VO + VR)/ (VO - VR) = (IO + IR)/ (IO - IR) = 1＋｜Γ｜/ 1－｜Γ｜ WR可以被用来判定传输线阻抗匹配的情况：当SWR=1时，表示没有反射波存在，电磁波能量能完全传递到负载上，也就是传输线阻抗完全匹配；当SWR=∞时，表示VO = VR或IO = IR，电磁波能量完全无法传递到负载上，传输线阻抗完全不匹配。SWR测量仪是高频传输线、发射机（transmitter）、天线工程师常使用的参数，与它类似的是应用在有线电视缆线（Cable TV cable）的「返回耗损（Return Loss）」或称作dBRL。两者的差别有二：(1)dBRL=0表示阻抗完全不匹配，dBRL=∞表示阻抗完全匹配。(2)SWR测量仪是以发射机为信号来源，自己并没有发射源，但dBRL测量仪是用自己的发射源来测量缆线的阻抗匹配情况。 ?史密斯图（Smith Chart）介绍：为了达到阻抗匹配的目的，必须使用史密斯图。此图为P. Smith于1939年在贝尔实验室发明的，直到现在，它的图形仍然被广泛地应用在分析、设计和解决传输线的所有问题上。它能将复数的负载阻抗（complex load impedance）映射（map）到复数反射系数（complex reflection coefficients）的Γ平面上，这种映射过程称作「正常化（normalization）」。如(图一)所示，大小不同的圆弧代表实数（rL）与虚数（xL）的大小，越往右边阻抗越大，越往左边阻抗越小。乍看之下，史密斯图很类似极坐标（polar coordinate），不过，它的X-Y轴坐标分别是Γr和Γi，而且Γ= |Γ|ejθr =Γr + jΓi ，r代表实数（real number），i代表虚数（image number）。在图一中，中心线为电阻值，中心线上方区域为感抗值，中心线下方区域为容抗

射频阻抗匹配

关于高频阻抗匹配阻抗匹配（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5 0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。

RF电路分析——阻抗匹配

RF電路分析：帮忙分析一下这个电路图中A、B端输入为20mA正弦波电流源，输出阻抗100K欧姆，输出400M信号，请问图中那个50欧姆的电阻做什么用的，为什么是50欧姆呢？那个SMA 接头要连接到外部的50欧姆系统中，请问这个SMA输出的信号源输出阻抗是50欧姆吗？它与外部50欧姆系统是如何实现阻抗匹配的？那个50欧姆电阻是不是用来进行阻抗匹配的啊？（Z9280线圈扎数比1：1），请高手详细说明一下好么，谢谢了！还有一个问题，有一个芯片他的时钟端输入阻抗是1500欧姆，input sensitivity 是-20~5dBm，请问他说的-20~5dBm是对于50欧姆阻抗说得还是对1500欧姆说得啊？真是搞不明白。再请问那个sma端输出的信号功率是多少，如何计算啊？ A VDD为3.3V电源个人观点贴子回复于：2009/3/10 18:51:38 1.50欧姆电阻应该是做隔离用的吧,原因估计是和信号输入端进行匹配. 2.SMA接头的输出阻抗和输入阻抗都是50欧姆的吧.

3.SMA的输出功率是信号输入的一半吧. R9/R10阻抗匹配贴子回复于：2009/3/10 23:09:53 R9/R10起阻抗匹配作用；SMA端口输出阻抗是50ohm，可以直接和50ohm阻抗系统相接，比如50ohm输入阻抗放大器或者频谱仪； SMA输出功率为 +1dBm@50ohm；每个电流源输出功率为+1dBm；每个50ohm电阻各消耗-2dBm 功率。说具体点好吗，求您了贴子回复于：2009/3/11 9:38:22 6楼说得很好啊，万分感谢。但是我还是不懂为什么，R9R10是怎么匹配的啊，是什么匹配方式啊？还有那个1dBm和2dBm都是如何计算出来的啊？小弟比较菜，恳求您再次给解释一下啊！那个R7R8左端连接的是A VDD，如果改成连接到GND上行不行啊？ SMA输出阻抗是100 欧姆贴子回复于：2009/3/11 16:48:30 变压器阻抗之比是匝数比的平方。SMA端口输出阻抗等于（50欧姆X（2的平方））/2=100欧姆。肯定不是50欧姆。我觉得也是100欧姆贴子回复于：2009/3/11 17:04:11 我觉得也是100欧姆，但是不知道原图（analog device的样图）上写得就是两个50欧姆电阻，为什么啊？ LZ要说明A VDD电源供电方向贴子回复于：2009/3/12 10:13:47 LZ要说明A VDD电源供电方向。我猜测R7\R8处A VDD需要供电？A、B处需要供电？或者L1处A VDD需要供电？没有看全图没法回答。

“特性阻抗”“阻抗匹配”知识详解

“特性阻抗”“阻抗匹配”知识详解人认识事物总是有一个过程，一般都是从具体到抽象。认识特性阻抗也是一样的，在我们认识特性阻抗之前，先认识跟特性阻抗比较相关的一个物理量—电阻。电阻是一个实实在在的物理元器件，通过欧姆定律我们可以知道，电压、电流和电阻三者之间的关系，U=I*R 我们通过一个具体的电路来分析这三者之间的具体关系，请看下面的一张最简单的电路图。这个电路图只有一个电源一个电阻和一些导线组成。当然这个电阻的阻值也可以通过用万用表来直接测量。特性阻抗就不一样了，用万用表测量一根50欧姆特性阻抗时，将会发现是短路的。这就需要我们从概念上区分电阻（哪怕是刚好是50欧姆的电阻）和特性阻抗是两码事。就像温度上面的度（摄氏度）和角度上的度一样，不是一个东西。电阻这个物理量大家都懂，这里就不解释了。我们来分析一下这个特性阻抗到底是何方神圣，是在什么条件下才会用这个东西的。其实特性阻抗是和射频紧密相隔的一个物理量，在认识特性阻抗之前先认识一下射频。我们知道电台，手机通讯信号，wifi等都是向外部发射信号能量的装置，也就是说能量是从天线射出去，能量不再回来到天线了，可以想像就像机枪向外面扫射一样，子弹打出去就不回来了。好了，明白射频这个东西之后，我们再来到具体的传输射频能量的导线上面来。导线上面传输的射频信号也是一样的，希望它传过去就不要反传回来了，要是有能量反传回来就说明传输的效果差了。为了更具体的说明特性阻抗这个东西我这里打一个比方：同一个电路板上面有2根导线（假设都是很长的两根线，你能想像它有多长就有多长），因为同一个板，那么2根导线的铜皮厚度都是一样的。两根导线，长（无限长）和厚度是一样的，只能唯一不同的是宽度了，假设1号导线宽度是1（单位），2号导线是2（单位）。

阻抗匹配妙招

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。