01 Zuerst sagen.“Impedanz „und“Impedanzübereinstimmung »Das KonzeptWiderstände, Kapazitäten und Induktionen, die im Schaltkreis vorhanden sind, behindern den Strom, nennt man Impedanz.Die Einheit der Impedanz ist Ohm (Ω).ZEin Ausdruck lautet:Z=R+i(ωL–1/(ωC))Die Mehrzahl.WirklicheRFür Widerstand, falsch(ωL–1/(ωC))Für den Widerstand, unterωLAus Gefühl,1/(ωC)Für den Widerstand.
Wie die Kopfhörer und Lautsprecher, die wir in der Regel berühren, ist ein wichtiger Parameter der Impedanz, genauer gesagt der Impedanzwert, den das Kopfhörer in einer Sinuswellensignalschaltung von 1 KHz darstellt.Hauptsächlich Widerstand und Induktion, keine Toleranz.
ImpedanzübereinstimmungEs bezieht sich auf die Erreichung eines geeigneten Verhältnisses zwischen Signalquelle, Übertragungsleitung und Last, wodurch die Energieeffizienz verbessert wird.
02 Impedanzübereinstimmung in niederfrequenten Schaltungen
In Gleichstromkreisen, also idealisierten reinen Widerstandskreisen, kann der durch Kondensator und Induktion verursachte Widerstand im Wesentlichen vernachlässigt werden, wobei der Widerstand in der Schaltung hauptsächlich vom Widerstand stammt.
Wie in der folgenden Abbildung, gehen wir davon aus, dass die Anreizquelle festgelegt ist, dann wird die Leistung der Last durch die Impedanz-Übereinstimmung beider bestimmt.Strom im KreislaufI = U/(r+R), die Leistung der Last P =I²R，Wir bekommen P =(U²*R)/(r+R)²,Die maximale Belastungsleistung P = U²/4R ist zu erkennen, wenn R = r.
Diese Schlussfolgerung wird nach der Einführung von Toleranz und Induktion in den Wechselstromkreis etwas anders sein, die Impedanz und die Signalquelle, die in den Wechselstromkreisen belastet werdenImpedanzkonjugationDamit kann die maximale Leistung erzielt werden.
In den niederfrequenten Schaltungen betrachten wir in der Regel nicht das Problem der Übertragungsleitung, sondern nur die Impedanzübereinstimmung zwischen der Signalquelle und der Last, da die Wellenlänge des niederfrequenten Signals im Verhältnis zur Übertragungsleitung sehr lang ist, kann die Übertragungsleitung als „Kurzleitung“ angesehen werden, kann die Reflexion nicht berücksichtigt werden, weil auch wenn die Reflexion zurückkehrt, das gleiche wie das ursprüngliche Signal ist.
03 Impedanzübereinstimmung in Hochfrequenzschaltungen
Warum ziehe ich einen Abschnitt der Hochfrequenzschaltung?Weil ein sehr wichtiger Faktor in die Hochfrequenzschaltung eingeführt wurde –ReflexionssignaleWir wissen, dass die Wellenlänge des Signals sehr kurz ist, wenn die Signalfrequenz hoch ist.Wenn die Wellenlänge und die Länge der Leitung gleich sind,ReflexionssignaleEine Überlagerung auf das ursprüngliche Signal ändert die Form des ursprünglichen Signals.Wenn jedoch die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung mit der Lastimpedanz gleich ist (d. h. Impedanzübereinstimmung), wird die Reflexion des Hochfrequenzsignals effektiv reduziert und beseitigt.
Was die Algorithmen, warum die Impedanz nicht übereinstimmt, die Reflexion und die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung erzeugen, betreffen die Lösung der partiellen Differenzgleichung der zweiten Ordnung, hier werde ich nicht detailliert erzählen, interessierte Freunde können sich das Lehrmaterial „Elektromagnetische Felder und Elektromagnetische Wellen“ der vierten Ausgabe des siebten Kapitels < Leitende Elektromagnetische Wellen > der sechsten Zusammenfassung < Übertragungsleitung >,Es gibt eine detaillierte Beschreibung darin.
Wir haben oben erwähnt.Charakteristische Impedanz der ÜbertragungsleitungEs ist ein sehr wichtiges Konzept, dessen Werte nur durch die Struktur und das Material der Übertragungsleitung bestimmt werden, unabhängig von der Länge der Leitung und der Frequenz, der Amplitude usw. des Signals.Einige HF-Geräte haben eine charakteristische Impedanz von 50 Ω für die Koaxialkabel, während die Koaxialkabel für geschlossene Fernseher in der Regel 75 Ω sind.
Was sind die negativen Folgen, wenn die Impedanz nicht übereinstimmt?Mit anderen Worten, die negativen Konsequenzen der Bildung von Reflexen reduzieren vor allem die Energieübertragungseffizienz und bilden eine stationäre Welle, was zu einer Verringerung der effektiven Leistungskapazität der Übertragungsleitung führt.Wenn es sich um Funkfrequenzgeräte handelt, beeinflusst dies den Abstand, die Signalqualität und sogar die Sendegeräte.Wenn die Hochgeschwindigkeitssignalleitung auf der Leiterplatte nicht mit der Lastimpedanz übereinstimmt, können Schockungen, Strahlungsstörungen usw. entstehen.
04 Anwendungsszenarien für Impedanzübereinstimmung Konstruktion von AntennenteilenDer Schlüsselpunkt dieses Stücks besteht in der Impedanzübereinstimmung zwischen Antenne und Feeder.Beim Senden eines Signals sollte die Sendeantenne mit der Eigenimpedance des Speisekabels gleich sein, um den besten Signalgewinn zu erzielen.Wenn das Signal empfangen wird, sollte die Antenne und die Last konjugativ abgestimmt werden, und die Empfänger-Impedanz (Last) wird in der Regel nur als realer Teil angesehen, daher muss ein passendes Netzwerk verwendet werden, um den Widerstandsteil der Antenne zu entfernen und ihren Widerstandsteil gleich zu machen.Die folgende Abbildung zeigt das Datenblatt für den Antennenteil des NB-IOT-Moduls von simcom. Mit einem Netzwerkanalysator wird die Impedanz gemessen, um die Werte von R1, R2, C1 und C2 zu bestimmen, um die Impedanzübereinstimmung abzuschließen, um den optimalen Betriebszustand der HF zu erreichen.
EndwiderstandVor uns gibt es einen Artikel über 485, der detailliert beschrieben wurde, und die kleinen Freunde, die es noch nicht gesehen haben, können es lesen und glauben, dass es eine tiefere Erkenntnis geben wird.Der Eigenschaftsimpedanz des Twisted Wires beträgt in der Regel 120 Ω, wenn der Widerstand des Endes nicht hinzugefügt wird, ist es leicht, wenn die Kabellänge sehr lang ist und die Übertragungsgeschwindigkeit hoch ist, nämlich die Signalfrequenz hoch ist.
PCB-VerkabelungIn niederfrequenten Schaltungsanwendungen können Impedanzübereinstimmungen grundsätzlich nicht berücksichtigt werden, aber in Hochfrequenzschaltungen muss die Impedanz der Leiterplatte beachtet werden, in der Regel müssen wir die Impedanz der Leiterplatte berücksichtigen, wenn die Randzeit des digitalen Signals kleiner ist als 1ns oder die Frequenz des analogen Signals über 300 MHz liegt.PCB-Leitungsimpedanz stammt hauptsächlich von der Kapazität, dem Widerstand und dem Induktivfaktor des Parasiten, die Hauptfaktoren sind die Plattendicke, die Leitungsbreite, die Kupferschilddicke und sogar der Durchmesser der Bohrungen.Der Bereich der PCB-Impedanz beträgt 25 bis 120 Ohm, USB, HDMI, SATA usw. müssen in der Regel eine Impedanzsteuerung von 85 bis 100 Ω durchgeführt werden. (Nachfolgende Abbildung zeigt den USB-Datenleitfaden eines zuvor entworfenen Linux-Hosts)
