阻抗匹配的基本原理.pdf

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) 电子恒流源 爱好电子技术的朋友可能在翻阅一些电子书刊时常看到“恒流源这个名词， 那么什么是恒流源呢？顾名思义恒流源就是一个能输出恒定电流的电源。图5 中的r 是电源E 的内阻，RL 为负载电阻，根据欧姆定律：流过RL 的电流为I=E/r+R 如果r 很大如500K，那么此时RL 在1K10K 变化时，I 将基本不变（只有微小 的变化）因为RL 相对于r 来说太微不足道了，此时我们可以认为E 是一个恒流 源。为此我们推论出：恒流源是一个电源内阻非常大的电源。 在电子电路中（如晶体管放大器电路）我们常需要一些电压增益较大的放大 器，为此常要将晶体管集电极的负载电阻设计得尽量大，但此电阻太大将容易使 晶体管进入饱和状态，此时我们可利用晶体三极管来代替这个大电阻，这样一来 既可得到大的电阻，同时直流压降并不大，图6 所示。 图中稳压管D 和电阻R2 组成的稳压电路用来偏置BG1 的工作点，并保证工 作点的稳定（BG2 为放大管）。从晶体管的输出特性可知，集电极发射极电 压VEC 大于12V 时，特性曲线几乎是平的，即VEC 变化时，IC 基本不变，也 就是说，晶体管BG1 的输出电阻非常大（几百千欧以上），图中由于BG1 的电流 基本恒定，所以称BG1 是BG2 的恒流负载。由于具有恒流源负载的放大器因其负 载电阻大，故这种放大电路具有极大的电压增益，实际上在很多集成电路内部均 采用这种电路。 串联型稳压电源 串联型稳压电路是最常用的电子电路之一，它被广泛地应用在各种电子电路 中，它有三种表现形式。 1。如图1 所示，这是一种最简单的串联型稳压电路(有些书称它是并联型稳 压电路，我个人始终认为应是串联型稳压电路)，电阻RL 是负载电阻，R 为稳压 调整电阻有叫限流电阻，D 为稳压管。这种电路输出的稳压值等于D 的标称稳压 值，其工作原理是利用稳压管工作在反向击穿的特性来实现的。图2 是稳压管的 伏安特性曲线，从此曲线中我们看到反向电流在一定范围内大幅变化时其端点的 电压基本不变。当RL 变小时，流过RL 的电流增加，但流过D 的电流却减少，当 RL 变大时，流过RL 的电流减少，但流过D 的电流却增大，所以由于D 的存在使 流过R 的电流基本恒定，在R 上的压降也基本不变，所以使其输出的电压也基本 保持不变。 当负载要求较大的输出电流时，这种电路就不行了，这是因为在此时R 的阻 值必须减少，由于R 的减少就要求D 有较大的功耗，但因目前一般的稳压管的功 耗均较小，所以这种电路只能给负载提供几十毫 安的电流，彩电30V 调谐电压通常都以这种电路 来取得。 2。如图3 所示，这种电路是针对上面所说电路的缺点而改进的电路，与第一种 电路不同的是将电路中的R 换成晶体管BG，目的是扩大稳压电路的输出电流。 我们知道，BG 的集电极电流IC=β*Ib, β是BG 的直流放大系数，Ib 是晶体管的 基极电流，比如现在要向负载提供500MA 的电流，BG 的β=100，那末电路只要 给BG 的基极提供5MA 的电流就行了。所以这种稳压电路由于BG 的加入实际上相 当于将第一种稳压电路扩充了β倍，另外由于BG 的基极