阻抗匹配原理
- 格式:pdf
- 大小:110.44 KB
- 文档页数:3
阻抗匹配的原理及应用1. 阻抗匹配的定义在电子电路设计中,阻抗匹配是指将输入和输出电路的阻抗调整为互相匹配的过程。
阻抗匹配可以使信号在电路之间传输时最大限度地传递能量,减少能量反射和损耗。
通过阻抗匹配,可以提高电路的性能和信号传输质量。
2. 阻抗匹配的原理阻抗匹配的原理是基于两个基本的电路理论:傅里叶变换和最大功率传输定理。
2.1 傅里叶变换傅里叶变换是将一个时域信号分解成不同频率的正弦和余弦分量的数学技术。
在阻抗匹配中,傅里叶变换用于将时域信号转换为频域信号,从而分析信号的频谱特性。
2.2 最大功率传输定理最大功率传输定理是指当负载电阻与源电阻相等时,电路能够以最大功率传输能量。
阻抗匹配通过调整电路的阻抗使其与源电阻或负载电阻相等,从而实现最大功率传输。
3. 阻抗匹配的应用阻抗匹配在电子电路设计和通信系统中有广泛的应用。
3.1 无线通信系统在无线通信系统中,阻抗匹配用于将天线阻抗与无线发射机或接收机的阻抗匹配。
这可以提高无线信号的传输效率,减少信号损失和反射。
3.2 放大器设计在放大器设计中,阻抗匹配被广泛应用于放大器的输入和输出端口。
阻抗匹配可以使信号在放大器中传输时最大限度地传递能量,提高放大器的增益和线性度。
3.3 系统集成在系统集成中,阻抗匹配用于连接不同的电路模块。
通过阻抗匹配,可以使各个模块之间的阻抗匹配,确保信号的正确传输和系统的正常运行。
4. 阻抗匹配的方法在实际应用中,有多种方法可用于实现阻抗匹配。
以下是几种常见的方法:•使用阻抗变换器:阻抗变换器可以将一个阻抗转换为另一个阻抗,以实现阻抗匹配。
常见的阻抗变换器有电感、电容、变压器等。
•使用匹配网络:匹配网络是由电感、电容和电阻等元件构成的网络,用于调整输入和输出电路的阻抗以实现匹配。
•使用负馈:负馈可以将一个电路的输出信号反馈到输入端,以调整输入电路的阻抗与负载电路的阻抗匹配。
负馈可以通过放大器或运算放大器来实现。
•使用传输线:传输线可以通过调整传输线的长度或特性阻抗来实现阻抗匹配。
阻抗匹配计算公式1 阻抗匹配介绍阻抗匹配是一种在电子电路系统中根据数学关系考虑负载装置和传播器之间电力及信号失真损耗关系的技术,它最常见的用途是将信号从单个传播源中输出到一系列负载设备,并在最大可能的限度内确保信号完整性。
2 功率阻抗匹配的基本原理电路和传播系统中,当多个负载设备无法与信号源准确匹配时,会出现电力损耗和信号失真的问题,而功率阻抗匹配则是可以有效解决上述问题的关键技术。
该技术需要确定一组参数,以获得最优的匹配:功率,源阻抗和负载阻抗。
只需根据一系列基本的公式,可计算出各参数的值,从而实现最佳的功率匹配。
3 功率阻抗匹配的计算公式功率阻抗匹配的计算公式可以根据需求进行不同模式的计算:即电压驱动或功率驱动,一般来说通常以电压驱动为主,该模式下计算公式定义如下:负载阻抗 = 源阻抗 * 功率系数 * 载波方向系数;载波方向系数 = 源阻抗 * 源驱动能量因数;负载驱动利用系数 = 源功率 / 负载功率。
4 什么是功率系数功率系数是指系统中原功率到传输系统中消耗的功率的比率,是一个初始参数,通常用来控制系统的损耗或传输效率,它与负载阻抗有很大的关系,在做阻抗匹配时,功率系数可用于实现指定的阻抗匹配比。
5 功率驱动的计算公式功率驱动模式下计算公式与电压驱动模式下略有不同,它的公式如下:负载阻抗 = 源阻抗 / 功率系数 / 方向系数;负载驱动利用系数 = 源功率 / 负载功率;载波方向系数 = 源功率 / 源功率。
6 功率驱动与电压驱动的比较在控制系统损耗和传输效率时,功率驱动与电压驱动是不同的模式,它们的共同点是都可以调整负载阻抗值,从而达到阻抗匹配的要求。
但两者的不同之处在于,功率驱动模式以功率系数控制,即以调节损耗来调整和匹配参数,而电压驱动模式以功率系数控制,因此功率驱动模式能够更好地控制系统的损耗,不会出现失真和信号衰减的问题。
7 结论功率阻抗匹配是电路系统中有效解决负载装置和传播器电力损耗和信号失真问题的优化技术,有两种模式可以根据实际情况计算出最优的参数。
阻抗匹配的原理和应用1. 引言阻抗匹配是电子电路设计中的一种重要技术,用于确保信号的最大功率传输和防止信号反射。
本文将介绍阻抗匹配的基本原理和应用。
2. 阻抗匹配的基本原理阻抗匹配是指将不同阻抗的两个电路或电子设备连接在一起,使得信号在两者之间传输时的阻碍最小化。
阻抗匹配的基本原理涉及到两个重要概念:输入阻抗和输出阻抗。
2.1 输入阻抗输入阻抗是指电路或电子设备向外部信号源提供的阻力。
当信号源的输出阻抗与电路的输入阻抗匹配时,输入的功率能够被完全传输到电路中,最大化利用信号源的能量。
2.2 输出阻抗输出阻抗是指电路或电子设备与外部负载之间的阻力。
当电路的输出阻抗与负载的输入阻抗匹配时,电路能够向外部负载提供最大功率传输。
3. 阻抗匹配的应用阻抗匹配在实际电路设计中有许多应用。
以下是阻抗匹配的一些常见应用场景:3.1 通信系统在通信系统中,阻抗匹配非常重要。
例如,在无线电发射器和天线之间实现阻抗匹配可以最大程度地传输信号,并减少信号的反射。
这种阻抗匹配通常是通过天线调谐器或发射器的输出网络来实现的。
3.2 音频放大器阻抗匹配在音频放大器中也是必不可少的。
音频放大器通常将低阻抗的音频源连接到负载阻抗较高的扬声器。
通过阻抗匹配,可以确保音频信号的最大功率传输,并避免信号反射。
3.3 无线电频率调谐在无线电接收器和调谐器中,阻抗匹配用于确保信号从天线输入到调谐电路时的最大功率传输。
匹配电路通常使用变压器或匹配网络来实现。
3.4 高频电路设计阻抗匹配在高频电路设计中也是非常重要的。
例如,在微波射频电路中,通过匹配网络将信号源的输出阻抗与负载的输入阻抗匹配,可以实现信号的最大功率传输。
4. 阻抗匹配技术为了实现阻抗匹配,有几种常用的技术和电路可供选择:4.1 变压器变压器是一种常用的阻抗匹配器。
通过选择适当的变压器变比,可以实现输入阻抗和输出阻抗之间的匹配。
4.2 匹配网络匹配网络是一种通过电容、电感和电阻等被动元件连接而成的网络。
超声波阻抗匹配原理超声波阻抗匹配原理是一种利用超声波在不同介质中传播速度不同的特性来实现声能传递的技术方法。
该原理广泛应用于医疗、工业、航空航天等领域,具有重要的意义和应用价值。
我们来简单介绍一下超声波的特性。
超声波是一种频率高于20kHz 的声波,其在不同介质中的传播速度由介质的物理性质决定。
当超声波从一个介质传到另一个介质时,会因为介质的密度、弹性模量等因素的不同而发生折射、反射、传播和吸收等现象。
通过超声波阻抗匹配原理,我们可以实现声能在不同介质之间的传递。
阻抗匹配是指通过调整介质的性质,使得超声波在介质之间传播时,尽可能少地发生反射和折射,从而使声能的传递效率最大化。
在医疗领域中,超声波阻抗匹配原理被广泛应用于超声诊断和治疗中。
例如,在超声诊断中,医生需要通过超声波来观察人体内部的器官和组织情况。
由于人体组织的密度和声阻抗与超声探头之间存在差异,如果没有进行阻抗匹配,超声波将会发生大量的反射和折射,导致成像质量下降。
因此,在超声探头和人体皮肤之间通常会加上一层凝胶来实现阻抗匹配,使得超声波能够更好地传播和接收,从而获得更清晰的图像。
在工业领域中,超声波阻抗匹配原理被应用于无损检测和材料表征中。
例如,在金属焊接过程中,焊接界面的阻抗差异会导致超声波的反射和折射,影响焊缝的质量和可靠性。
通过合理选择焊接材料和工艺参数,可以实现焊接界面与超声探头之间的阻抗匹配,从而减少反射和折射,提高焊接质量。
总的来说,超声波阻抗匹配原理是一种重要的技术手段,能够实现声能在不同介质中的传递。
通过合理选择介质性质和调整参数,可以最大程度地减少声能的反射和折射,提高传递效率。
这一原理被广泛应用于医疗、工业、航空航天等领域,为人们的生活和工作带来了极大的便利和效益。
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。
串口阻抗匹配原理
串口是一种用于数据传输的通信接口,它通过传送和接收一系列数据位来实现信息的传递。
而在串口通信中,阻抗匹配是一项非常重要的原理,用于优化信号的传输质量和减少信号的反射。
阻抗是指电路对外部电压和电流输入的响应程度,它由电压和电流的比例关系来描述。
在串口通信中,信号在传输线上通过电流的方式进行传递,而传输线的特性阻抗会对信号的传输质量产生影响。
如果传输线上的阻抗和发送和接收设备的阻抗不匹配,就会导致信号的反射和多次反射,进而降低传输速率和造成数据错误。
为了克服阻抗不匹配带来的问题,使用串口时通常会采用阻抗匹配的方法。
阻抗匹配的目的是使得传输线上的阻抗和发送和接收设备的阻抗相等,从而使信号传输的能量最大化,并减少信号反射的影响。
一种常用的阻抗匹配方法是使用隔离变压器。
隔离变压器通过变压比例来实现对阻抗的匹配。
它将高阻抗的传输线连接到低阻抗的发送和接收设备,从而在不同阻抗之间提供了隔离和匹配功能。
使用隔离变压器可以有效减少串口通信中的信号反射和干扰,提高通信质量和可靠性。
除了隔离变压器,还有其他一些阻抗匹配的方法,例如使用阻抗转换器、差分传输线、电阻网络等等。
这些方法的具体选择取决于实际的应用场景和需求。
总结起来,串口通信中的阻抗匹配原理是为了优化信号传输质量和减少信号反射的影响。
通过采用合适的阻抗匹配方法,可以提高串口通信的稳定性和可靠性,确保数据的准确传输。
详解阻抗匹配原理本文主要详解什么是阻抗匹配,首先介绍了输入及输出阻抗是什么,其次介绍了阻抗匹配的原理,最后阐述了阻抗匹配的应用领域,具体的跟随小编一起来了解一下吧。
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。
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)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,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。
阻抗匹配原理
阻抗匹配是一种用于电路设计中的技术,旨在实现电路之间的最大功率传输。
阻抗匹配原理通过调整电路内部阻抗的数值,使其与外部电路的阻抗相等,以达到能量传输的最佳效果。
阻抗匹配的基本原理是根据电路的特性和Ohm定律,电路的功率传输最大化是在源电阻和负载电阻的阻抗相等时实现的。
换句话说,当源电阻和负载电阻的阻抗相匹配时,电流和电压可以被完全传递,从而提高系统的效率。
阻抗匹配可以通过几种方式来实现。
其中一种常见的方式是使用一种称为“返阻”的器件,它可以在电路中引入附加的阻抗来调整总体阻抗值。
返阻器件通常是电阻或电容器,在电路中起到帮助调整阻抗的作用。
另一种常见的阻抗匹配方法是使用变压器。
变压器可以通过改变输入和输出电压之间的比例来实现阻抗匹配。
变压器的工作原理是基于电感的性质,通过将电流传递到较高或较低的电压绕组,从而调整阻抗值。
阻抗匹配在电路设计中非常重要。
如果在电路中没有正确的阻抗匹配,将导致不完全的能量传输和信号失真。
因此,在设计电路时,阻抗匹配要被认真考虑,以确保最佳功率传输和系统效率。
总之,阻抗匹配原理通过调整电路内部阻抗值,使其与外部电路的阻抗相等,以最大化功率传输。
这可以通过使用返阻器件
或变压器来实现。
阻抗匹配在电路设计中非常重要,可以确保能量传输的最佳效果和系统的高效性。
∏型阻抗匹配电路
摘要:
1.阻抗匹配电路简介
2.π型阻抗匹配电路的原理
3.π型阻抗匹配电路的构造
4.π型阻抗匹配电路的应用领域
5.总结
正文:
阻抗匹配电路是一种电子电路,其主要功能是在输出端与输入端之间提供良好的阻抗匹配,以保证信号的最大传输。
在众多的阻抗匹配电路中,π型阻抗匹配电路由于其结构简单、性能稳定等优点,被广泛应用于各种电子设备中。
π型阻抗匹配电路的原理主要是利用电感和电容的组合来达到阻抗匹配的目的。
电感对交流信号产生阻抗,而电容则对交流信号产生导通。
当电感和电容的数值匹配时,整个电路对信号的阻抗就会变得非常小,从而实现阻抗匹配。
在构造π型阻抗匹配电路时,首先需要选择合适的电感和电容值。
这需要根据电路的工作频率、传输功率等参数进行计算。
一般情况下,电感和电容的数值应该相等,这样才能保证阻抗匹配的效果。
此外,在实际应用中,π型阻抗匹配电路还需要与其他电子元件如晶体管、二极管等配合使用,以构成完整的电路系统。
π型阻抗匹配电路广泛应用于通信、广播、雷达等电子设备中。
例如,在无线通信系统中,天线与发射接收电路之间需要通过阻抗匹配电路进行连接,以保证信号的最大传输。
而在雷达系统中,则需要利用阻抗匹配电路来提高天线阵列的性能。
总之,π型阻抗匹配电路是一种重要的电子电路,其在电子设备中的应用十分广泛。
阻抗匹配原理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,若并联电路则计算更为复杂)。
满足上述条件即称为阻抗匹配,负载即能得到最大的功率.阻抗匹配的关键是前级的输出阻抗与后级的输人阻抗相等。
而输人阻抗与输出阻抗广泛存在于各级电子电路、各类测量仪器及各种电子元器件中。
那么什么是输人阻抗和输出阻抗呢?输人阻抗是指电路对着信号源讲的阻抗。
如图3所示的放大器,它的输人阻抗就是去掉信号源E及内电阻r时,从AB两端看进去的等效阻抗。
其值为Z=UI/I1,即输人电压与输人电流之比。
对于信号源来讲,放大器成为其负载。
从数值上看,放大器的等效负载值即为输人阻抗值。
输人阻抗值的大小,对于不同的电路要求不一样。
例如:万用表中电压挡的输人阻抗(称为电压灵敏度)越高,对被测电路的分流就越小,测量误差也就小。
而电流挡的输人阻抗越低,对被测电路的分压就越小,因而测量误差也越小。
对于功率放大器,当信号源的输出阻抗与放大电路的输人阻抗相等时即称阻抗匹配,这时放大电路就能在输出端获得最大功率。
输出阻抗是指电路对着负载讲的阻抗。
如图4中,将电路输人端的电源短路,输出端去掉负载后,从输出端CD看进去的等效阻抗称为输出阻抗。
如果负载阻抗与输出阻抗不相等,称阻抗不匹配,负载就不能获得最大的功率输出。
输出电压U2和输出电流I2之比即称为输出阻抗。
输出阻抗的大小视不同的电路有不同的要求。
例如:电压源要求输出阻抗要低,而电流源的输出阻抗要高。
对于放大电路来讲,输出阻抗的值表示其承担负载的能力。
通常输出阻抗小,承担负载的能力就强。
如果输出阻抗与负载不能匹配时,可加接变压器或网络电路来达到匹配。
例如:晶体管放大器与扬声器之间通常接有输出变压器,放大器的输出阻抗与变压器的初级阻抗相匹配,变压器的次级阻抗与扬声器的阻抗相匹配。
而变压器通过初次级绕组的匝数比来变换阻抗比。
在实际的电子电路中,常会遇到信号源与放大电路或放大电路与负载的阻抗不相等的情况,因而不能把它们直接相连。
解决的办法是在它们之间加人一个匹配电路或匹配网络。
最后要说明一点,阻抗匹配仅适用于电子电路。
因为电子电路中传输的信号功率本身较弱,需用匹配来提高输出功率。
而在电工电路中一般不考虑匹配,否则会导致输出电流过大,损坏用电器。
电子管。
基本电子管一般有三个极,一个阴极(K)用来发射电子,一个阳极(A)用来吸收阴极所发射的电子,一个栅极(G)用来控制流到阳极的电子流量.阴极发射电子的基本条件是:阴极本身必须具有相当的热量,阴极又分两种,一种是直热式,它是由电流直接通过阴极使阴极发热而发射电子;另一种称旁热式阴极,其结构一般是一个空心金属管,管内装有绕成螺线形的灯丝,加上灯丝电压使灯丝发热从而使阴极发热而发射电子,现在日常用的多半是这种电子管(如图所示).由阴极发射出来的电子穿过栅极金属丝间的空隙而达到阳极,由于栅极比阳极离阴极近得多,因而改变栅极电位对阳极电流的影响比改变阳极电压时大得多,这就是三极管的放大作用.换句话说就是栅极电压对阳极电流的控制作用.我们用一个参数称跨导(S)来表示.另外还有一个参数μ来描述电子管的放大系数,它的意义是说明了栅极电压控制阳流的能力比阳极电压对阳流的作用大多少倍.为了提高电子管的放大系数,在三极管的阳极和控制栅极之间另外加入一个栅极称之为帘栅极,而构成四极管,由于帘栅极具有比阴极高很多的正电压,因此也是一个能力很强的加速电极,它使得电子以更高的速度迅速到达阳极,这样控制栅极的控制作用变得更为显著.因此比三极管具有更大的放大系数.但是由于帘栅极对电子的加速作用,高速运动的电子打到阳极,这些高速电子的动能很大,将从阳极上打出所谓二次电子,这些二次电子有些将被帘栅吸收形成帘栅电流,使帘栅电流上升这会导致帘栅电压的下降,从而导致阳极电流的下降,为此四极管的放大系数受到一定而限制.为了解决上述矛盾,在四极管帘栅极外的两侧再加入一对与阴极相连的集射极,由于集射极的电位与阴极相同,所以对电子有排斥作用,使得电子在通过帘栅极之后在集射极的作用下按一定方向前进并形成扁形射束,这扁形电子射束的电子密度很大,从而形成了一个低压区,从阳极上打出来的二次电子受到这个低压区的排斥作用而被推回到阳极,从而使帘栅电流大大减少,电子管的放大能力得而加强.这种电子管我们称为束射四极管,束射四极管不但放大系数较三极管为高,而且其阳极面积较大,允许通过较大的电流,因此现在的功放机常用到它作为功率放大.电子电路中的反馈电路反馈电路在各种电子电路中都获得普遍的应用,反馈是将放大器输出信号(电压或电流)的一部分或全部,回授到放大器输入端与输入信号进行比较(相加或相减),并用比较所得的有效输入信号去控制输出,这就是放大器的反馈过程.凡是回授到放大器输入端的反馈信号起加强输入原输入信号的,使输入信号增加的称正反馈.反之则反.按其电路结构又分为:电流反馈电路和电压反馈电路.正反馈电路多应用在电子振荡电路上,而负反馈电路则多应用在各种高低频放大电路上.因应用较广,所以我们在这里就负反馈电路加以论述.负反馈对放大器性能有四种影响:1.负反馈能提高放大器增益的稳定性.2.负反馈能使放大器的通频带展宽.3.负反馈能减少放大器的失真.4.负反馈能提高放大器的信噪比.5.负反馈对放大器的输出输入电阻有影响.图F1是一种最基本的放大器电路,这个电路看上去很简单,但其实其中包含了直流电流负反馈电路和交流电压负反馈电路.图中的R1和R2为BG的直流偏置电阻,R3是放大器的负载电阻,R5是直流电流负反馈电阻,C2和R4组成的支路是交流电压负反馈支路,C3是交流旁路电容,它防止交流电流负反馈的产生.一.直流电流负反馈电路.晶体管BG的基极电压VB为R1和R2的分压值,BG发射极的电压VE为Ie*R5那么BG的B、E间的电压=VB-VE=VB-Ie*R5.当某种原因(如温度变化)引起BG的Ie↑则VE↑,BG 基发极的电压=VB-VE=VB-Ie*R5↓这样使Ie↓.使直流工作点获得稳定.这个负反馈过程是由于Ie↑所引起的,所以属于电流负反馈电路.其中发射极电容C3是提供交流通路的,因为如果没有C3,放大器工作时交流信号同样因R5的存在而形成负反馈作用,使放大器的放大系数大打折扣.二.交流电压负反馈电路交流电压负反馈支路由R4,C4组成,输出电压经过这条支路反馈回输入端.由于放大器的输出端的信号与输入信号电压在相位上是互为反相的,所以由于反馈信号的引入削弱了原输入信号的作用.所以是电压负反馈电路.R4是控制着负反馈量的大小,C4起隔直流通交流的作用.当输入的交流信号幅值过大时,如果没有R4和C4的负反馈支路,放大器就会进入饱和或截止的状态,使输出信号出现削顶失真.由于引入了负反馈使输入交流信号幅值受到控制,所以避免了失真的产生.阻抗匹配的基本原理右图中R为负载电阻,r为电源E的内阻,E为电压源。
由于r的存在,当R很大时,电路接近开路状态;而当R很少时接近短路状态。
显然负载在开路及短路状态都不能获得最大功率。
根据式:从上式可看出,当R=r时式中的式中分母中的(R-r)的值最小为0,此时负载所获取的功率最大。
所以,当负载电阻等于电源内阻时,负载将获得最大功率。
这就是电子电路阻抗匹配的基本原理。
串,并联谐振电路的特性一.串联谐振电路:当外来频率加于一串联谐振电路时,它有以下特性:1.当外加频率等于其谐振频率时其电路阻抗呈纯电阻性,且有最少值,它这个特性在实际应用中叫做陷波器.2.当外加频率高于其谐振频率时,电路阻抗呈感性,相当于一个电感线圈.3.当外加频率低于其谐振频率时,这时电路呈容性,相当于一个电容.二.并;联谐振电路:当外来频率加于一并联谐振电路时,它有以下特性:1.当外加频率等于其谐振频率时其电路阻抗呈纯电阻性,且有最大值,它这个特性在实际应用中叫做选频电路.2.当外加频率高于其谐振频率时,电路阻抗呈容性,相当于一个电容.3.当外加频率低于其谐振频率时,这时电路呈感性,相当于一个电感线圈.所以当串联或并联谐振电路不是调节在信号频率点时,信号通过它将会产生相移.(即相位失真)。