射频阻抗匹配网络的变压作用介绍

当电压从源传递到负载时,通过比较有和没有阻抗匹配网络的两种情况,发现这两种情况是完全不同的。

当RS =RL=50 Ώ,对于有阻抗匹配网络的情况,vRL =vRS =0. 1583V,但对于没有阻抗匹配网络的情况 vRL = vRS=0. 1118V。

当R L >RS 时负载时电压相差很大, 负载电压vRL 会出现较大的差异,尤其是当RL >>RS 时;例如,当R S=50Ώ,而R L =10KΏ时:

• 在阻抗匹配网络的情况下,vRL的值从源电压VS=0. 2236V极大地被向上抽运到了2.2387V。

• 相反,在没有阻抗匹配网络的情况下,从源电压VS=0. 2236V下降到负载vRL=0.2225。

如果电压通过阻抗匹配网络从源传递到负载,则可以向上抽运或向下逐步下降。 必须特别注意明显地向上抽运的情况。 当需要向上抽运电压时,这是射频电路设计中非常有用的手段。

升压或降压可由向上或向下电阻变压器实现。 向上电阻变压器用于输送向上抽运电压,而向下电阻变压器用于将降压电压从源端传递到负载端。 图1(A)和2(B)分别通过阻抗匹配网络来替换向上和向下电阻变压器。

射频阻抗匹配网络的变压作用介绍

图1、

图1. 通过阻抗匹配网络从源传输到负载的电压,这是一个L S -CP 向上或向下电阻变压器。 (a)电压从R S ,R L由向上泵升的电阻变压器(RS < RL)。 (b)电压从RS 到R L 逐渐向下降低的电阻变压器(RS > RL);

假设源阻抗和负载阻抗Z S 和Z L 分别是纯电阻的,如下面的方程所示:

射频阻抗匹配网络的变压作用介绍

在图1(a)中,RSR L;

事实上,图1(a)和1(b)是彼此的镜像。 如果负载和源的位置RS 和R L 交换,对应于从向上到向下的变压器的变化它们就会变得相同 。

射频阻抗匹配网络的变压作用介绍

图2

图2、 LS -C P 向上和向下电阻变压器的阻抗匹配 显示在史密斯圆图中。 向上电阻变压器由L S 和CP 组成(RS R L)。

让我们介绍向下阻抗变压器的相关公式,如图1(b)所示。 电阻RL 与LS 串联以及电阻,而RS 与CP并联阻抗匹配,如果它们的Q值相等,即:

射频阻抗匹配网络的变压作用介绍

其中Q称为品质因子,ωO 是工作角频率:

射频阻抗匹配网络的变压作用介绍

然后有:

射频阻抗匹配网络的变压作用介绍

最后我们可以计算得到匹配组件的值:

射频阻抗匹配网络的变压作用介绍

在这两个方程中,RL ,RS 以及ωo 是给定的参数。 CP 和LS 可以从上面的方程中计算。 它们是实数,因为它们是向下变压器RL <

向上变压器RS <


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