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变换器,是将信源发出的信息按一定的目的进行变换。矩阵式变换器是一种新型的交-交电源变换器。和传统的变换器相比,它具有如下优点:不需要中间直流储能环节;能够四象限运行;具有优良的输入电流波形和输出电压波...
电容传声器阻抗变换器的设计
电容传声器几乎是所有各类传声器中规格品种最多的。介绍了各类电容传声器阻抗变换器的线路原理,包括最简单的ECM阻抗变换器,JFET设计的共漏、共源阻抗变换器,电子管阻抗变换器,RF射频阻抗变换器等,特别介绍了目前在很多国外电容传声器阻抗变换器设计中出现的新设计:变形的跟随器设计。
1/4波长阻抗变换器的分析
1/4 波长阻抗变换器的分析 摘要:阻抗匹配网络已经成为射频微波电路中的重要组成部分,主要是由于匹 配使得电路中的反射电压波变少, 从而损耗减少。同时,匹配网络对器件的增益, 噪声,输出功率还有着重要的影响。 在微波传输系统,它关系到系统的传输效率、 功率容量与工作稳定性, 关系到微波测量的系统误差和测量精度, 以及微波元器 件的质量等一系列问题。本文讨论了传输线的阻抗匹配方法,并着重分析了 4 阻抗变换器,并举例说明了多节 4阻抗变换器的优点。 关键字:阻抗匹配 ; 匹配网络;匹配方法,阻抗变换器 1引言 传输理论指出,通常情况下,传输线传输的电压或电流是由该点的入射波和 反射波叠加而成的,或者说是由行波和驻波叠加而成的。 在由信号源及负载组成的微波系统中, 如果传输线和负载不匹配, 传输线上 将形成驻波。有了驻波一方面使传输线功率容量降低, 另一方面会增加传输线的 衰减。如果信号源和传
对于图1的二端口网络,输入电压U1(s)、输入电流I1(s)与输出电压U2(s)、输出电流I2(s)的关系,可根据电路传输方程写为 (1)式中参数A、B、C、D由网络的结构、元件性质和数值决定。若一网络的构成使得这四个参数中B=C=0,但A、D厵0,那么这个网络的输入阻抗Zi(s)将为 (2)式中f(s)=A/D,称为变换因子,是复频率变量s的函数。式(2)反映输入阻抗Zi(s)与负载阻抗ZL(s)有一定比例的变换关系。
在有源网络中常用的负阻抗变换器(NIC),也是一种广义阻抗变换器,只是它的变换因子f(s)是负实常数,使接在网络一侧的阻抗被变换为另一侧的负阻抗,因而可用以作为负阻元件。
对于图1的二端口网络的四个参数,若A=D=0,但B、C厵0,那么两个端口上的阻抗关系将为 (3)它表示从一个端口看进去的阻抗 Zi(s)与另一端口跨接的负载ZL(s)成倒数关系。式中g(s)=B/C,称为倒量变换因子。广义阻抗倒量器是B.D.H.特勒根于1948年首先提出的。网络结构不同,由它所决定的参数B、C也不同,因而可以获得不同类型的阻抗倒量特性。
一种常用的阻抗倒量器,它的网络参数B=r,C=1/r,倒量变换因子g(s)=B/C=r2。式中r为正实常数,称为回转电阻。当在回转器的一个端口上接电容器C 时,其另一个端口的阻抗将呈感抗特性,即依式(3)有 (4)式中称为模拟电感值。如C=1微法,r=10千欧,即可用以模拟一个100亨的电感器。
阻抗变换器的变换内容和电路形式很多。图2a是由运算放大器组成的一种典型的 GIC电路。若运算放大器是理想的,则该电路的输入阻抗为 (5)若将图中的Z1、Z2、Z3分别换为电阻R1、R2、R3,且以电容器C 取代Z4并使负载为纯电阻RL,则这一电路就变成图2b的形式,其输入阻抗为 (6)它相当于接地电感器,其等效电感。
若图2a的Z2、Z3、Z4分别换为电阻R2、R3、R4,且以电容器C1取代Z1并负载为纯电容CL,则这一电路就变成图2c的形式,其输入阻抗为 (7)当s=jw时, (8)它是一种与频率的平方成反比的负电阻,称为频变负阻(FDNR),是有源网络中的又一种二端口元件。
用两个运算放大器可实现回转器电路。若运算放大器为理想器件,且负载端接电容器C,则从输入端看进去的输入阻抗等效为一个电。此外,用来实现阻抗变换的网络元件尚可举出变压器、射极跟随器和各种传输线元件。
阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态,它反映了输入电路与输出电路之间的功率传输关系.当电路实现阻抗匹配时,将获得最大的功率传输.反之,当电路阻抗失配时,不但得不到最大的功率传输,还可能对电路产生损害.
阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间,等等.例如,扩音机的输出电路与扬声器之间必须做到阻抗匹配,不匹配时,扩音机的输出功率将不能全部送至扬声器.如果扬声器的阻抗远小于扩音机的输出阻抗,扩音机就处于过载状态,其末级功率放大管很容易损坏.反之,如果扬声器的阻抗高于扩音机的输出阻抗过多,会引起输出电压升高,同样不利于扩音机的工作,声音还会产生失真.因此扩音机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好.
为使其阻抗匹配,需采用阻抗变换器进行匹配。常用的同轴线阻抗变换器有直线渐变式和阶梯式两种。
使入端阻抗与出端阻抗形成一定关系的二端口网络。1954年J.G.林维尔把负阻抗变换器用于有源滤波器并建立了有关理论。
随着集成电路技术的进步,使用集成运算放大器构成阻抗变换器,已成为有源滤波器设计的基该方法。
阻抗变换器可分为广义阻抗变换器 (GIC)和广义阻抗倒量器(GII)两种。