阻抗变换器

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阻抗变换器的设计思路

阻抗变换器的设计思路

阻抗变换器的设计思路阻抗变换器设计思路阻抗变换器是一种电路,用于将一个电路的阻抗变换成另一个电路的阻抗。

它在电路设计和信号传输中起着重要的作用。

本文将介绍阻抗变换器的设计思路和一些常见的实际应用。

1. 阻抗变换器的基本原理阻抗变换器的基本原理是利用电路中的电感、电容和电阻等元件,通过合理的连接和参数选择,将输入电路的阻抗转换为输出电路的阻抗。

其中,电感元件用于变换电感阻抗,电容元件用于变换电容阻抗,电阻元件则用于调节电路的阻抗大小。

2. 阻抗变换器的设计步骤阻抗变换器的设计一般包括以下几个步骤:(1) 确定输入和输出电路的阻抗特性:根据实际需求,确定输入电路和输出电路的阻抗特性,包括阻抗大小、频率响应等。

(2) 选择合适的阻抗变换器类型:根据输入和输出电路的阻抗特性,选择合适的阻抗变换器类型,例如LC阻抗变换器、π型阻抗变换器等。

(3) 计算元件参数:根据所选阻抗变换器类型的特性,计算需要的电感、电容和电阻元件的数值,以及它们的连接方式。

(4) 模拟仿真和调试:使用电路仿真软件进行模拟仿真,检验设计的阻抗变换器是否满足要求。

根据仿真结果进行调试,优化设计。

(5) 实验验证和优化:将设计好的阻抗变换器进行实际搭建和测试,验证其性能是否符合预期。

根据实验结果进行优化和改进。

3. 阻抗变换器的应用阻抗变换器在电子电路设计和信号传输中有广泛的应用。

以下是一些常见的应用场景:(1) 通信系统:阻抗变换器被用于匹配发送器和接收器之间的阻抗,以最大限度地传输信号。

(2) 功率放大器:阻抗变换器被用于匹配功率放大器的输出阻抗和负载之间的阻抗,以提高功率传输效率。

(3) 滤波器:阻抗变换器被用于调整滤波器的输入和输出阻抗,以实现所需的频率响应。

(4) 传感器接口:阻抗变换器被用于将传感器的阻抗变换成适合输入信号处理电路的阻抗。

(5) 音频系统:阻抗变换器被用于匹配音频设备之间的阻抗,以最大限度地传输音频信号。

4. 阻抗变换器的设计注意事项在设计阻抗变换器时,需要注意以下几点:(1) 阻抗匹配:阻抗变换器的设计目标是实现输入和输出电路之间的阻抗匹配,以最大限度地传输信号。

阻抗变换器设计

阻抗变换器设计

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,整理出实物并进行测试。

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。

实验5-阻抗变换器

实验5-阻抗变换器

实验五:7.3阻抗变换器设计
一、设计要求
己设计一个同轴线阶梯阻抗变换器,使特性阻抗分别为Z01=50Ω、Z02=100Ω的两段轴线匹配连接。

要求:变换器N=2,工作频率:f0=5GHz。

已知同轴线的介质为:RT/Duriod5880(εr=2.16),外导体直径D0=7 mm。

按以下设计方法实现:
方法1:最平坦通带特性变换器(二项式)。

方法2:等波纹特性变换器(切比雪夫式),允许的最大波纹为0.05。

确定阻抗变换器的结构尺寸,完成电路图。

仿真分析S11与频率的关系特性,调节电路使其达到指标要求。

比较不同阻抗变换器的性能特点。

二、实验仪器
硬件:PC
软件:AWR软件
三、设计步骤
1、初始值计算。

2、仿真分析。

3、手动调节。

四、数据记录及分析
1、初始值计算。

(1)阻抗计算
参数阻值/Ω电长度/deg L/um D i/um Z0150 30 3399.72 2654.88 Z159.4603 90 10199.01 1629.57 Z284.0896 90 10199.01 890.947 Z02100 30 3399.72 603.22
2、仿真分析。

3、手动调节。

优化后的Schematic2:。

buck电路的阻抗变换

buck电路的阻抗变换

buck电路的阻抗变换Buck电路是一种常见的降压转换器,广泛应用于电源管理系统中。

在设计和分析Buck电路时,了解阻抗变换对电路性能的影响是非常重要的。

本文将介绍Buck电路的阻抗变换以及如何应用这些变换来分析电路。

1. Buck电路简介Buck电路是一种DC-DC转换器,用于将高输入电压转换为较低的输出电压。

它由功率开关、电感和输出电容组成。

根据电感和开关的工作状态,Buck电路可以实现电流连续和不连续两种模式。

2. 阻抗变换原理阻抗变换是指通过改变电路元件的参数来改变电路的输入输出特性。

在Buck电路中,常用的阻抗变换方法有:2.1 变换电感值:通过改变电感的数值,可以调节电路的谐振频率和输出电压范围。

2.2 变换负载电阻:改变负载电阻的数值可以调节电路的输出电压和电流。

2.3 变换开关频率:通过改变开关频率,可以调节电路的效率和输出电压波动。

3. 阻抗变换在Buck电路中的应用3.1 变换电感值:当需要调节Buck电路的输出电压时,可以通过改变电感的数值来实现。

增大电感值可以降低输出电压,减小电感值则可以提高输出电压。

3.2 变换负载电阻:负载电阻对Buck电路的输出电压和电流有较大影响。

通过改变负载电阻的数值,可以调节输出电压和电流到所需的数值。

3.3 变换开关频率:开关频率决定了Buck电路的工作速度和效率。

较高的开关频率可以提高电路的响应速度和效率,但也可能增加开关损耗。

通过调节开关频率,可以在输出电压和效率之间找到合适的平衡点。

4. 阻抗变换的分析方法在分析Buck电路中的阻抗变换时,一种常用的方法是采用频域分析。

通过将电路转换为复数形式,可以用相量和极坐标的形式来表示电路元件的阻抗。

在频域中,可以通过计算阻抗间的复数运算来得到电路的传输函数和频率响应。

5. 案例研究:变换电感值对Buck电路的影响以一个常见的Buck电路为例,假设电感的数值从L1变为L2,其他参数保持不变。

通过频域分析,可以计算出电路的新传输函数和频率响应。

阻抗变换器

阻抗变换器

简介
阻抗变换器的作用是解决微波传输线与微波器件之间匹配的,在通常情况下,同轴传输线的阻抗为75Ω,而 与馈线相连的极化分离器和波道滤波器的输入输出阻抗为50Ω。
按结构可分为同轴线阻抗变换器、矩形波导阻抗变换器、带状线和微带线阻抗变换器;按阻抗变换的规律可 分为阶梯阻抗变换器和渐变式阻抗变换器。阶梯阻抗变换器又可分为最大平坦式及切比雪夫式阻抗变换器。
主要原理
在微波传输线的负载不匹配,或者不同特性阻抗的传输线相连时,由于产生反射,使损耗增加、功率容量减 小、效率降低。为了解决这些问题,可在两者之间连接阻抗变换器。阻抗变换器就是能够改变阻抗大小和性质的 微波元件,一般由一段或几段不同特性阻抗的传输线所构成。
图1左是几种单阶阻抗变换器及其简化等效电路,分别是波导型、同轴线型和微带线型。令各种传输线左、右 两端的特性阻抗为Ze1、Ze2,利用λp/4阻抗变换器的特性便可实现这两段传输线的匹配。λp/4阻抗变换器的特 性阻抗为
对于波导宽壁尺寸口相同,窄壁尺寸分别为b1和b3的两段矩形波导,若在它们中间加一段长度为λp0/4,波 导宽壁尺寸为a,窄壁尺寸b2的波导段,则必须满足
才能使两段矩形波导获得匹配,如图2(a)所示。同理图2(b)和图2(c)分别表示同轴线和微带线单节λp0/4阻抗 变换器的典型结构示意图。
二、多节λ/4阶梯阻抗变换器
的应用
1.不同特性阻抗的传输线的连接
四分之一波长单节阻抗变换器的应用实例如图3左所示,它用来连接两段特性阻抗分别为Z1、Z2的传输线。 变换器的特性阻抗在同轴线情况或波导情况下变换段的尺寸。
单节变换器只能在一个频率点上(相应于变换段电长度刚好为π/2的那个频率)才是完全匹配的,而只在该频率 附近的一个很窄的频带内有近似的匹配。前面已指出,为了展宽变换器的工作带宽,可以采用多节变换器。在N 节变换器中,通过合理选择每节的特性阻抗Zn或反射系数ρn,就可以在N个频率点上获得全匹配,从而使变换器 总的频带得到增加。至于ρn的具体选择,可以按二项式分布来确定,也可以按切比雪夫分布来确定,后者能比前 者获得更好更宽的带宽。在多节变换器中,当把节数无限增加而保持总长度不变时,变换器由不连续的阶梯过渡 转化为连续光滑变化的渐变过渡(见图3右),这种渐变最简单的就是线性变化,但用指数渐变或三角函数分布渐变 效果会更好。渐变段越长,匹配越好,带宽也越宽。更为理想的是切比雪夫渐变线,将切比雪夫阶梯变换器的节 数无限增加而每节的长度无限缩短,使总长度不变,就得到了切比雪夫渐变变换器。在同样长度下,这种渐变线 可以做到在给定长度下反射最小;反之在给定反射下,它需要的变换段长度最短。事实上,在合理设计下,波导 截面的变化,甚至轴线的变化,连续变化的性能总可以比不连续的变化好,可以说是一个普遍的规律。对阻抗变 换器是如此,对上节介绍过的弯波导、扭波导等也是如此。切比雪夫函数在微波元件的设计中应用十分广泛,不 仅在阻抗变换器的设计中,也在滤波器、定向耦合器等设计中用来增加元件的工作频率范围。

阻抗变换器的计算

阻抗变换器的计算

阻抗变换器的计算
阻抗变换器是一种电路,用于将一个电路的阻抗转换为另一个电路的阻抗。

常见的阻抗变换器有匹配变压器、阻抗匹配网络和阻抗转换器等。

1.输入阻抗和输出阻抗的定义:输入阻抗是指在输入端看到的阻抗,输出阻抗是指在输出端看到的阻抗。

2.选择变压器的变比:根据输入阻抗和输出阻抗的比例,选择变压器的变比。

变压器变比的计算公式为:变比=√(输出阻抗/输入阻抗)。

3.计算变压器的绕组数量:根据变压器的变比和输入输出阻抗的数量关系,计算出变压器的绕组数量。

若输入阻抗和输出阻抗的数量相等,则变压器只需要一个绕组。

若输入阻抗的数量大于输出阻抗的数量,则变压器需要多个绕组。

4.计算变压器的绕组比例:根据变压器的变比和绕组数量,计算出每个绕组的绕组比例。

如果有多个绕组,则每个绕组的绕组比例相同。

5.计算变压器的实际变比:根据变压器的绕组数量和绕组比例,计算出变压器的实际变比。

实际变比等于变压器的变比乘以绕组比例。

6.计算变压器的电压比例:根据变压器的实际变比,计算出变压器的电压比例。

需要注意的是,在实际应用中,还需要考虑变压器的额定功率和绕组之间的互感等因素,以确保阻抗变换器的稳定性和性能。

阻抗变换器的原理

阻抗变换器的原理

阻抗变换器的原理
阻抗变换器是一种电路或设备,用于将电路的输入阻抗转换为具有不同值的输出阻抗。

它常用于匹配不同电路或设备之间的阻抗,以实现最大功率传输或信号匹配。

阻抗变换器的原理基于电路中的电压分压和电流分流。

它通常由包含电阻、电容和电感元件的组合构成。

在阻抗变换器中,输入阻抗由源电阻Rg和源电感Lg组成。

输出阻抗由负载电阻Rl和负载电感Ll组成。

为了实现阻抗的
变换,必须选择合适的阻抗变换元件,如变压器、电容器或电感器。

变压器是一种常用的阻抗变换器元件。

它通过互感作用实现阻抗匹配。

变压器的输入端和输出端分别与输入阻抗和输出阻抗相连。

当输入端施加电压时,通过变压器的互感作用,输出端会产生一个匹配输入阻抗的电压信号。

电容和电感是另外两种常用的阻抗变换器元件。

它们通过频率依赖性实现阻抗变换。

当输入电路的频率发生变化时,电容和电感的阻抗值也会相应变化。

通过选择合适的电容和电感元件,可以使输出电路的阻抗与输入电路的阻抗匹配。

阻抗变换器的设计需要考虑许多因素,如输入和输出电路的工作频率范围、最大功率传输要求和信号的失真情况。

正确选择和配置阻抗变换器元件可以确保电路中的能量传输最大化,并实现信号的最佳匹配。

阻抗变换器的特点

阻抗变换器的特点

阻抗变换器的特点
阻抗变换器是一种电路,它可以将电路的输入阻抗转换为不同的输出阻抗,从而使得电路可以更好地匹配负载。

阻抗变换器有以下几个特点:
1. 可以改变电路的输入/输出阻抗:阻抗变换器可以将电路的输入阻抗转换为不同的输出阻抗,或者将电路的输出阻抗转换为不同的输入阻抗。

这样可以使电路更好地匹配负载,提高电路的效率。

2. 可以提高电路的频率响应:阻抗变换器可以通过选择合适的电容和电感元件,使电路的频率响应更加平坦。

这样可以提高电路的频率响应,使得电路可以更好地处理高频信号。

3. 可以降低电路的噪声:阻抗变换器可以通过选择合适的电阻元件,降低电路的噪声。

这样可以提高电路的信噪比,使得电路可以更好地处理弱信号。

4. 可以增加电路的灵活性:阻抗变换器可以通过改变电路中的电阻、电容、电感元件,来改变电路的阻抗特性。

这样可以增加电路的灵活性,使得电路可以适应不同的应用场景。

总之,阻抗变换器是一种非常重要的电路,在电子电路设计中经常被使用。

它可以改变电路的输入/输出阻抗、提高电路的频率响应、降低电路的噪声、增加电路的灵活性等,使得电路可以更好地匹配负载,提高电路的效率。

- 1 -。

课程设计阻抗变换器

课程设计阻抗变换器

课程设计阻抗变换器一、课程目标知识目标:1. 学生能理解阻抗变换器的基本概念,掌握其工作原理和电路组成。

2. 学生能掌握阻抗变换器的数学模型,并运用相关公式进行计算。

3. 学生了解阻抗变换器在实际应用中的功能,如信号匹配、滤波等。

技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析并设计简单的阻抗变换器电路。

2. 学生能够使用仿真软件对阻抗变换器电路进行仿真,观察其性能。

3. 学生能够通过实验,验证阻抗变换器的工作原理,并分析实验结果。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术的兴趣,增强学习动力。

2. 学生通过小组合作,培养团队协作能力和沟通能力。

3. 学生认识到阻抗变换器在现代电子技术中的重要性,增强社会责任感。

分析课程性质、学生特点和教学要求:1. 课程性质:本课程为电子技术基础课程,旨在让学生掌握阻抗变换器的原理和应用。

2. 学生特点:学生为高中二年级学生,具有一定的物理和数学基础,对电子技术有一定了解。

3. 教学要求:结合学生特点和课程性质,本课程要求教师以实例教学为主,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。

1. 阻抗变换器基本概念:讲解阻抗变换器的定义、分类及其在电子电路中的应用。

教材章节:第二章第四节“阻抗变换器”2. 阻抗变换器工作原理:分析阻抗变换器的工作原理,包括电压变换、电流变换和阻抗匹配。

教材章节:第二章第五节“阻抗变换器的工作原理”3. 阻抗变换器电路组成:介绍阻抗变换器的主要组成部分,如变压器、电容、电感等。

教材章节:第二章第六节“阻抗变换器的电路组成”4. 阻抗变换器的数学模型:讲解阻抗变换器的数学模型,推导相关公式。

教材章节:第二章第七节“阻抗变换器的数学模型及公式推导”5. 阻抗变换器应用实例:分析阻抗变换器在信号匹配、滤波等领域的应用。

教材章节:第二章第八节“阻抗变换器的应用实例”6. 阻抗变换器电路设计与仿真:教授如何设计简单的阻抗变换器电路,并使用仿真软件进行性能分析。

阻抗变换器工作原理

阻抗变换器工作原理

阻抗变换器工作原理
阻抗变换器是一种电路,用于将输入的电阻性负载转换为适合于驱动负载的输出电阻。

其工作原理基于电路中的电流分布和欧姆定律。

阻抗变换器一般由电阻和运算放大器构成。

其中,输入电阻通过运算放大器的输入端接收电流信号,然后经过电阻网络转换成适合于输出负载的电流。

输出电阻通过运算放大器的输出端驱动负载。

在阻抗变换器中,当输入电阻较大的时候,根据欧姆定律,输入电流比较小。

而输出电阻较小,可以输出较大的电流。

通过合理选择电阻值和运算放大器的参数,可以实现输入和输出电阻的阻抗匹配。

具体来说,通过运算放大器的输入端节点处的电流分配,可以使得输入电流与输出电流之比等于输入电阻与输出电阻之比。

这样一来,就实现了阻抗的变换。

阻抗变换器在电路设计中起到了重要的作用。

它可以将不同阻抗的电路连接在一起,实现信号的适配和匹配。

例如,在音频放大器中,阻抗变换器将高阻抗的音频信号源转换为低阻抗信号,以便驱动扬声器。

总之,阻抗变换器利用电流分布和欧姆定律,通过合理选择电阻和运算放大器的参数,将输入电阻性负载转换为适合于驱动
负载的输出电阻。

这样可以实现电路间的阻抗匹配,提高系统的性能和稳定性。

阻抗变换器和阻抗逆变器

阻抗变换器和阻抗逆变器

1-10 阻抗变换器和阻抗逆变器阻抗变换器(impedance converter)和阻抗逆变器
(impedance inverter)是有源网络综合中常用的二端口电阻元件。

1-10-1 阻抗变换器
理想变压器是一种正阻抗变换器,理想变压器是无源二端口电阻元件,也是二端口无损元件。

负阻抗变换器有两类
电流反相型负阻抗变换器和电压反相型负阻抗变换器
负阻抗变换器的阻抗变换作用是:将阻抗变换至k倍并反号。

即所谓“负阻抗变换”作用。

在有源网络综合中,可利用NIC的这一性质实现负值的电阻、电感或电容。

负阻抗变换器是有源二端口电阻元件。

负阻抗变换器可用受控源实现,也可用运算放大器和电阻元件实现。

阻抗模拟变换器

阻抗模拟变换器

阻抗模拟变换器
如图所示为阻抗模拟变换器。

在图中运放A1是同相放大器,起隔离作用和放大作用;运放A2是阻
抗变换电路。

下面分析此阻抗模拟变换器的工作原理。

由上二式可解得
根据上式当选择不同性质的元件时,则可构成不同性质的阻抗模拟电路。

如可构成模拟对地电感、模拟对地电容、模拟对地负阻抗等。

1.模拟对
地电感 若取Z1,Z2,Z3,Z5,分别为电阻R1,R2,R3,R5,而Z4为电
阻R4和电容C4并联阻抗,则构成等效模拟电感电路。

其等效阻抗为
 其等效电感和等效内阻分别为
由式可知,调节R1,R3,R5中任一个电阻,即可线性调节等效电感的
大小。

若增大电阻R4,可获得低内阻的等效模拟电感。

2.模拟对地电容 若取Z1,Z2,Z4,Z5,分别为电阻R1,R2,R4,R5,而取Z3,为电容
c3,,则可构成对地电容模拟电路。

其等效阻抗为。

用场效应管做阻抗变换器

用场效应管做阻抗变换器

场效应管可以用来制作阻抗变换器,主要是通过改变场效应管的输入电压来实现输出电阻的调节和变化。

具体步骤如下:
1. 选择合适的场效应管:选择具有合适特性参数的场效应管,包括门源电压Vgs的范围、漏极电流Idss的值等,并根据需要进行偏置电路的设计。

2. 连接电路:将场效应管与其他电子元件(如电容、电阻等)连接起来,形成阻抗变换器电路。

场效应管一般被用作变阻器,它的漏极电压和漏极电流之比可以用来计算出输出的电阻值。

3. 调节输入电压:改变场效应管的输入电压(即门源电压Vgs),可以控制场效应管的导通程度,从而改变输出电阻的大小和变化范围。

通过场效应管做阻抗变换器,可以在保证良好的线性度和稳定性的同时,实现较大的阻抗变化范围和调节灵活度,因此广泛应用于通信、电力、控制等领域中。

需要注意的是,在设计和使用时应充分考虑场效应管的特性参数和限制条件,避免出现过度偏置、温度漂移等问题,确保电路的可靠性和性能。

阻抗变换器的工作原理

阻抗变换器的工作原理

阻抗变换器的工作原理阻抗变换器是一种电路,用于将一个电路的阻抗转换为另一个电路的阻抗。

它在电子设备中被广泛应用,用于匹配不同电路之间的阻抗差异。

阻抗变换器的工作原理基于两个关键概念:虚短路和虚开路。

虚短路是指在阻抗变换器中将两个不同的电阻通过一个电容连接在一起,并将其视为短路。

这样,电路中的信号电流就可以直接从一个电阻流向另一个电阻。

与此同时,通过调整电容的数值,可以实现所需的阻抗变换比例。

虚开路是指在阻抗变换器中将两个不同的电容通过一个电阻连接在一起,并将其视为开路。

这样,电路中的信号电压就可以在电容上产生一个电势差。

同样地,通过调整电阻的数值,可以实现所需的阻抗变换比例。

阻抗变换器的工作原理可以通过一个简单的示例来说明。

假设我们有两个电阻,一个阻抗为R1,另一个阻抗为R2。

我们想要将R1的阻抗转换为R2的阻抗。

为了实现这个目标,我们可以使用阻抗变换器。

阻抗变换器的工作原理如下:首先,我们将一个电容C连接在R1的两端,并将另一个电容C'连接在R2的两端。

然后,我们将两个电容通过一个电阻R连接在一起。

这样,我们可以将R1的阻抗转换为R2的阻抗。

当信号电流进入阻抗变换器时,它将通过电容C流向电阻R,产生一个电压。

这个电压将通过电容C'传递到R2,实现阻抗的变换。

通过适当选择电容和电阻的数值,我们可以实现所需的阻抗变换比例。

总结而言,阻抗变换器通过虚短路和虚开路的原理,将一个电路的阻抗转换为另一个电路的阻抗。

它在电子设备中具有重要作用,可用于匹配不同电路之间的阻抗差异。

准确理解和应用阻抗变换器的工作原理,对于设计和构建高性能电子系统至关重要。

二端口的特性阻抗和回转器与负阻抗变换器基础知识讲解

二端口的特性阻抗和回转器与负阻抗变换器基础知识讲解

R1 R2
R1 R2
9节
I1
+ U 1
R1
R1
R1
R1
R1
2
2 R2 2
2
R2 2
R1 R2
I2 +
U 2
I2
+
R1 2
R1 R1
R2 2
2
R2 U 2
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回转器与负阻抗变换器
1. 回转器
(1) 回转器:回转器也是二端口.
i1
i2
+
+
电路符号 u1
u2
特性:
u1 ri2 u2 ri1

r 称为回转电阻
U 1
AU 2
B ZC
U 2
(4)
(3)代入(2)消去 U 2 得
UI11
AU 2 BI2 CU 2 DI2
U 2 ZC I2
(1) ( 2) ( 3)
I1 CZC I2 D I2
( 5)
由(4)式得
U 1 U 2
A
B ZC
A
B A BC
BC
由(5)式得
I1 I2
CZC
ii12
gu2 gu1
g 称为回转电导
其矩阵形式为:
u1 u2
0 r
r i1
0
i2

i1 i2
0
g
g u1
0
u2
注意u, i的方向!

Z
0 r
r
0
有 Z Y 1
Y
0
g
g
0
(2) 回转器可以把一个端口的电流(或电压)回转成另一个

1-10__阻抗变换器和阻抗逆变器

1-10__阻抗变换器和阻抗逆变器
r1 0
n2 Z L ( s)
− k1 k 2 Z L ( s )
1 Z L r2
r1 r2
NII
1 1 r2
− r1 1
− r1 r2
1 Z L ( s)
故它同时具有阻抗逆变和将参数反号的作用。 故它同时具有阻抗逆变和将参数反号的作用。
表1-1 阻抗变换器和阻抗逆变器
第2端口接ZL(s) 时 第1端口的输入 阻抗
元件
传输参数矩阵T
n 0
+ − k1 0
PIC
0 1 n
0 − 1 + k2
0 u1 =1 i1 r2
− r1 0
u2 − i 2
如果在负阻抗逆变器的第2端口接以阻抗 如果在负阻抗逆变器的第 端口接以阻抗ZL(s),则第 端口接以阻抗 ) 则第1 端口的输入阻抗为
1 Z(s)= − r1 r2 1 Z ( s) L
1-10-2 阻抗逆变器 回转器是一种正阻抗逆变器,它是无源、 回转器是一种正阻抗逆变器,它是无源、无损二端口 电阻元件。 电阻元件。
0 u1 =1 i1 r2
r1 0
u2 − i 2
回转器可以用受控源实现,也可用运算放大器和电阻 回转器可以用受控源实现, 实现, 实现, 负阻抗逆变器的元件特性用传输参数矩阵表示为
负阻抗变换器的阻抗变换作用是:将阻抗变换至 倍 负阻抗变换器的阻抗变换作用是:将阻抗变换至k倍 并反号。即所谓“负阻抗变换”作用。在有源网络综 并反号。即所谓“负阻抗变换”作用。 合中,可利用NIC的这一性质实现负值的电阻、电感 合中,可利用 的这一性质实现负值的电阻、 的这一性质实现负值的电阻 或电容。 或电容。 负阻抗变换器是有源二端口电阻元件。 负阻抗变换器是有源二端口电阻元件。 负阻抗变换器可用受控源实现, 负阻抗变换器可用受控源实现,也可用运算放大器和 电阻元件实现。 电阻元件实现。

射频电路与天线13_阻抗变换器

射频电路与天线13_阻抗变换器

② b 点沿等 圆向电源方向(顺时针方向)转至与 G 0.25 的可调匹配圆交于 c、 c 点, 其对应的坐标为
c 点: Yl 1 j1.6 ,对应的电长度 l 0.178
c 点: Yl 1 j1.6 ,对应的电长度 l 0.322

Y1 1 j1.6
由 b 点至 c、 c 点的距离为 x,即
y1 0.339 0.25 0.089 x2 0.161 0.25 0.411
2 (7-18)用双跨线消灭主线上的驻波。跨线之间距离为 4 ,工作波长 80cm,线的 特性阻抗为 500Ω,负载 ZL=1000+j0Ω,求二短路跨线的长度。 (参考 P167 例 7-2) 解: (1)圆图法 根据题意有 d 2
l1 l1 0.22 17.6cm
d 点对应的归一化导纳为 ④ 将 c 点沿等 圆顺时针旋转到 G 1 的匹配圆上的 d 点处,
YA1 1 j 0.5 ,由 YA YA1 YA 2 算出 YA 2 YA YA1 1 1 j 0.5 j 0.5
Z C RL 50 30 38.7298 ,微带线宽带为 W。
W 2 ,由综合公式得 h
A
Z1 r 1 r 1 0.11 (0.23 ) 1.6819 60 2 r 1 r
W 8e A 此时 1.5987 2 ,所以 h e2 A 2
1(7-15)特性阻抗为 50Ω的传输线,终端负载阻抗为 ZL=100+j100,现要求用单跨线匹配, 试用分析法和图解法求出单跨线接入的位置 x 和单跨线的长度 y。 (参考 P164 例 7-1) 解: (1)分析法 归一化负载导纳 YL GL jBL

负阻抗变换器的原理

负阻抗变换器的原理

负阻抗变换器的原理A negative impedance converter (NIC) is a type of electronic circuit that converts a negative impedance element into a positive equivalent through the use of active components such as transistors or op-amps. 负阻抗变换器(NIC)是一种电子电路,通过使用晶体管或运算放大器等有源元件,将负阻抗元件转换为正等效阻抗。

The concept of negative impedance may seem counterintuitive at first, as impedance is typically associated with opposition to the flow of current. 负阻抗的概念可能一开始看起来有点反直觉,因为阻抗通常与电流流动的阻力相关联。

However, negative impedance can be useful in certain applications where it is necessary to create a load that appears to have a negative resistance, such as in active filters and oscillators. 然而,在某些需要创建看似具有负电阻的负载的应用中,负阻抗可以是有用的,比如在有源滤波器和振荡器中。

The basic principle behind a negative impedance converter is to use an active element to cancel out the negative impedance of a passiveelement, effectively creating the appearance of a positive impedance. 负阻抗变换器的基本原理是利用有源元件来抵消被动元件的负阻抗,有效地创造正阻抗的表现。

2.4GHZ微带渐变阻抗变换器设计报告

2.4GHZ微带渐变阻抗变换器设计报告

2.4GHZ微带渐变阻抗变换器设计报告D将不匹配负载产生的反射波吸收掉。

传输线的核心问题之一是功率传输。

对一个由信号源、传输线和负载构成的系统,希望信号源在输出最大功率的同时负载能全部吸收,以实现高效稳定的传输。

这就要求信号源内阻与传输线阻抗实现共轭匹配,同时要求负载与传输线实现无反射匹配。

2.1.2 阻抗匹配的方法阻抗匹配的方法是在负载与传输线之间接入匹配器,使其输入阻抗作为等效负载与传输线的特性阻抗相等。

图3-1 阻抗匹配匹配器是一个两端口的微波元件,要求可调以适应不同负载,其本身不能有功率损耗,应由电抗元件构成。

匹配阻抗的原理是产生一种新的反射波来抵消实负载的反射波(二者等幅反相),即“补偿原理”。

常用的匹配器有有λ/4阻抗变换换器和支节匹配器。

本论文主要采用λ/4阻抗变换器。

2.1.3 λ/4阻抗变换器λ/ 4阻抗变换器是特征阻抗通常与主传输线不同、长度为λ/ 4的传输线段,它可以用于负载阻抗或信号源内阻与传输线的匹配,以保证最大功率的传输;此外,在微带电路中,将两段不同特性阻抗的微带线连接在一起是为了避免线间反射,也应在两者之间加四分之一波长变阻器。

当负载阻抗与其传输线的波阻抗不相等,或两段波阻抗不同的传输线相连接时,在其间接入阻抗变换器可以消除或减少传输线上的反射波以获得匹配。

对某些传输线如金属波导,因其封闭性和制品的标准性,阻抗变换器要做成准用元件;而对于微带线则可根据负载情况设计微带阻抗变换阶段,并与微带电路一同光刻腐蚀(或真空镀膜的方法)一次形成。

阻抗变换器的最基本形式是利用四分之一波长线的阻抗变换特性。

在两个特性阻抗不同的传输线之间插入一段或多段不同特性阻抗的传输线,佘当选取其长度、特性阻抗的值和节(段)数,就可以在一定带宽内驻波比低于某个给定的值。

这种变换装置成为阶梯式阻抗变换器。

λ/4阻抗变换器由一段特性阻抗为Z01的λ/4传输线构成。

如图3-2-1所示图3-2-1 λ/4阻抗变换器原理性示意图由(3-4)、(3-5)可画出|Γ|随θ(或f)变化的曲线;曲线作周期为π的变化。

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实验六 滤波器
一、实验要求
设计一节4节切比雪夫匹配变换器,以匹配40Ω的传输线到60Ω的负载,在整个通带上最大允许的驻波比值为1.2,求出其带宽,并画出输入反射系数与频率的关系曲线。

二、实验目的
(1) 掌握切比雪夫电路的原理及其基本设计方法。

(2) 利用Microwave Office 或Ansoft Designer 软件进行相关电路设计和仿真。

三、预习内容
(1)切比雪夫的相关原理。

(2)切比雪夫匹配变换器的设计方法。

四、理论分析
切比雪夫变换器是以通带内的波纹为代价得到最佳带宽的。

若能容忍这种通带特性的话,对于给定节数,切比雪夫变换器的带宽将明显其他变换器的带宽。

切比雪夫变换器是通过使Γ与切比雪夫多项式相等的方法设计的,因为切比雪夫多
项式具有这类变换器所需的最佳特性。

1、切比雪夫多项式
第n 阶切比雪夫多项式是用()
x T n 表示的n 次多项式。

前4阶切比雪夫多项式

188341224433221+-=-=-==x x T x x T x T x T
从而得到切比雪夫的递推公式:
()()()
x T x xT x T n n n 112-+-=
现在令θcos =x ,得切比雪夫表达式可表示为:θθn T n cos )(cos =
或者更一般的表达式()
()
()
⎪⎩



>



=
-
-
1
1
cos
cos
1
1
x
x
ch
n
ch
x
x
n
x
T
n
因为θn
cos可展开为θ)
2
cos(m
n-形式的多项和,从而切比雪夫又可改写为:
上面的结果用于高到4节的匹配变换器的设计。

2、切比雪夫变换器的设计
我们现在通过使)

Γ正比于
()θ
θcos
sec
m
N
T
来综合切比雪夫的等波纹通带,此处N是变换节数。

()()()
{}
()θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
θ
cos
sec
2
cos
2
cos
cos
2
1
m
N
jN
n
jN
T
Ae
n
N
N
N
e
-
-
=
+
-
Γ
+
+
-
Γ
+
Γ
=
ΓL
L
我们可令θ=0求出常数A,于是有
所以,我们有
现在,若通带内最大允许的反射系数的幅值为
m
Γ,则有A
m
=
Γ。

因为在通带内
()θ
θcos
sec
m
N
T
的最大值为1。

另外可确定
m
θ为
从而
一旦m θ已知,可算出相对带宽:π
θm f f
420-=∆ 五、设计步骤
1、已知整个通带上最大允许的驻波比值为1.2,从而可以求出m Γ=0.09,
同样的A=0.09.
2、利用公式
可求得m θ=o
20。

3、求得带宽比
π
θm f f
420-=∆=1.55 4、利用公式
1)12(cos sec 4)32cos 44(cos sec
)cos (sec 2
4
4++-++=θθθθθθθm m m T
得到 A A A m m ++-++=Γ+Γ+Γ)12(cos sec 4)32cos 44(cos sec )2cos 4cos (22
4210θθθθθθθ 使同样的θcos 相等,整理的:
θ4cos :20Γ=m A θ4sec 0
Γ=0.059
θ2cos :m m A A θθ241sec 4sec 42-=Γ 1
Γ=0.0298
1:A A A m m +-=Γθθ2
42sec 4sec 32 03175.02=Γ
由对称性:04Γ=Γ 13Γ=Γ
5、特性阻抗
n=0: 0012ln ln Γ+Z =Z 1Z =130.17Ω n=1: 1122ln ln Γ+Z =Z Ω=Z 16.1382 n=2: 2232ln ln Γ+Z =Z Ω=Z 22.1473 n=1: 3342ln ln Γ+Z =Z Ω=Z 27.1564
从而可以根据上述数据设计一个阶梯型切比雪夫变换器。

六、实验仿真 结果图如下
输入反射系数与频率的关系曲线。

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