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射頻電路設計的基本工作

GReq_mcu168 ? 來源:射頻學堂 ? 作者:射頻學堂 ? 2022-07-11 10:04 ? 次閱讀

阻抗匹配是射頻電路設計的一項基本工作,然而只要做阻抗匹配,就離不了這個80年前發明的史密斯圓圖。下圖是一個全功能版的圓圖,密密麻麻的線讓人頭暈眼花。

ba461954-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.png

來,我們大家一起把這張復雜的圖拆解一下。看看這幅圖上究竟集合了幾個圓?第一個圓:等電阻圓等電阻圓就是上中紅色的圓,從左往右,從0→1→∞,

ba62bf64-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.png

第二個圓:等電抗圓

ba7cefa6-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.png

第三個圓:等電納圓

ba9c574c-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.png

注意:電納和電抗互為倒數,反應到圓圖上就是:

bab6de0a-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.png

等阻抗圓+等電抗圓+等導納圓就構成了史密斯圓圖的基本要素。下圖也是最簡單實用的一張史密斯圓圖:

bac83a60-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.png

第四個圓:等反射系數圓

bae1cd04-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

這個等反射系數圓通常不畫在圓圖上,而是在下面的輔助線標識中,如下圖所示。

baf55036-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.png

所以,綜合起來,史密斯圓圖就這么強大了,那么應該怎么使用呢?

我們先來總結幾個口訣上感下容中電阻左短右開中50遇到匹配不發愁看向負載往后退沿著圓圖轉圈圈串聯電抗并導納電容往下電感上我們看一下怎么理解這個順口溜1,上感下容中電阻

bb0b9a12-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.png

2,左短右開中50

bb2179d6-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.png

3,電阻為圓,電抗為弧

bb3cf486-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.png

bb5ebfa8-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.png

4 電容往下電感上

bb8ef3da-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.png

記不住不要緊,我們一起完成各簡單的例子,借助一個網頁版的史密斯圓圖工具:https://www.will-kelsey.com/smith_chart/頻率為432.1MHz,負載阻抗ZL=75-j60,怎么匹配到50歐姆呢?首先,歸一化負載阻抗z=ZL/Z0=1.5-j1.2, 然后標注到圓圖上

bba1dd10-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.png

然后選擇L型匹配網絡,先并聯一個電感,沿著等電納圓網上走,走到和50歐姆等電阻圓的交點

bbb7b02c-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.png

這樣,我們只要沿著50歐姆等電阻圓轉到史密斯圓圖中心就搞定了,下容,串聯一個電容試試。

bbd86cfe-00bb-11ed-ba43-dac502259ad0.png

這個阻抗匹配就完成了。不知道這次,同學們的理解有沒有加深一點。實踐出真知,自己慢慢練習一下唄。

原文標題:手把手教你在史密斯圓圖上畫圈圈兒!

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審核編輯:彭靜
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原文標題:手把手教你在史密斯圓圖上畫圈圈兒!

文章出處:【微信號:mcu168,微信公眾號:硬件攻城獅】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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