01 Dis d’abord Impédance et Adaptation d’impédanceLe concept de
La résistance, la capacité et l’inductance présentes dans un circuit électrique agissent comme un obstacle au courant appelé impédance.Impédance en ohms (Ω), avecZEst une expression qui est:Z = r + I (ωl – 1 / (ωc))Le pluriel.Ministère réelRPour la résistance, partie imaginaire(ωl – 1 / (ωc))La réactance électrique, dontωlPour la résistance,1 / (ωc)Résistant.
Comme les écouteurs, les cornes que nous touchons normalement, un paramètre important est l’impédance, précisément la valeur de l’impédance présentée par le casque dans le circuit de signal sinusoïdal à 1 kHz.Principalement résistance et inductance, pas de tolérance.
Adaptation d’impédanceC’est – à – dire que la source de signal, la ligne de transmission et la charge atteignent une relation appropriée, améliorant ainsi l’efficacité énergétique.
02 Adaptation d’impédance dans les circuits basse fréquence
Dans les circuits à courant continu, c’est – à – dire les circuits purement résistifs idéalisés, les résistances induites par la capacité et l’inductance sont sensiblement négligeables, l’impédance dans le circuit étant alors principalement d’origine résistive.
Comme illustré ci – dessous, nous supposons que la source d’excitation est définie, alors la puissance de la charge est déterminée par l’adaptation d’impédance des deux.Courant dans le circuitLe I= U / (R + r), puissance de la charge p =Le I²r,Nous organisons pour obtenir p = (u² * r) / (R + r) ²,On voit que la puissance P de la charge est maximale = u² / 4R lorsque r = R.
Cette conclusion sera légèrement différente après l’introduction de la tolérance et de la sensibilité dans le circuit alternatif, l’impédance de la charge dans le circuit alternatif avec celle de la source de signalConjugaison d’impédanceCapable d’atteindre une puissance de sortie maximale.
Dans les circuits à basse fréquence, nous ne considérons généralement pas le problème de l’adaptation de la ligne de transmission, mais seulement l’adaptation d’impédance entre la source du signal et la charge, car la longueur d’onde du signal à basse fréquence est longue par rapport à la ligne de transmission, la ligne de transmission peut être considérée comme une « ligne courte», la réflexion peut ne pas être prise en compte, car même si elle est réfléchie, elle est identique au signal original.
03 Adaptation d’impédance dans les circuits haute fréquence
Pourquoi ai – je tiré un seul paragraphe du circuit haute fréquence?Parce qu’un facteur très important a été introduit dans les circuits haute fréquence –Signaux réfléchis. Nous savons que lorsque la fréquence du signal est élevée, la longueur d’onde du signal est courte.Lorsque la longueur d’onde et la longueur de la ligne de transmission sont du même ordre de grandeur,Signaux réfléchisLa superposition au signal original changera la forme du signal original.Mais si l’impédance caractéristique de la ligne de transmission est égale à l’impédance de la charge (c’est – à – dire que l’impédance est adaptée), la réflexion du signal haute fréquence est efficacement réduite et éliminée.
Quant à l’algorithme de la raison pour laquelle l’inadéquation d’impédance produit des réflexions et l’impédance caractéristique de la ligne de transmission, impliquant la résolution d’équations aux dérivées partielles du deuxième ordre, je ne vais pas entrer dans le détail ici, les amis intéressés peuvent jeter un coup d’oeil au résumé n ° 6 du chapitre VII < ondes électromagnétiques conductrices > de la quatrième édition du manuel de la maison d’édition de l’enseignement supérieur « champs électromagnétiques et ondes électromagnétiques »,Il y a une description détaillée à l’intérieur.
Ce que nous avons mentionné ci – dessusImpédance caractéristique de la ligne de transmissionEst un concept important dont la valeur numérique est déterminée uniquement par la structure et le matériau de la ligne de transmission, indépendamment de la longueur de la ligne et de la fréquence, de l’amplitude, etc. du signal.L’impédance caractéristique des câbles coaxiaux utilisés par certains équipements RF est de 50 Ω et celle des câbles coaxiaux de vidéosurveillance est généralement de 75 Ω.
Quelles sont les conséquences indésirables si l’impédance ne correspond pas?En d’autres termes, les mauvaises conséquences de la formation d’une réflexion sont principalement de réduire l’efficacité de la transmission d’énergie, de former une onde stationnaire entraînant une diminution de la capacité de puissance effective de la ligne de transmission.S’il s’agit d’un dispositif RF, il peut affecter la distance de transmission du signal, la qualité du signal et même endommager le dispositif d’émission.Si c’est la ligne de signal à grande vitesse sur la carte qui ne correspond pas à l’impédance de la charge, il y a un risque de commotion, d’interférence radiative, etc.
04 Scénarios d’application pour l’adaptation d’impédance
Conception de la partie antenne RF , L’essentiel de ce morceau réside dans l’adaptation d’impédance entre l’antenne et la ligne d’alimentation.Lors de l’émission d’un signal, l’antenne d’émission doit être égale à l’impédance caractéristique de la ligne d’alimentation pour obtenir le meilleur gain de signal.Lors de la réception du signal, l’antenne et la charge doivent faire une adaptation conjuguée, l’impédance du récepteur (charge) est généralement considérée comme n’ayant que la partie réelle, il est donc nécessaire d’utiliser un réseau d’adaptation pour éliminer la partie réactionnelle de l’antenne et rendre leur partie résistive égale.L’image ci – dessous est une datasheet de la partie antenne du module NB – IOT de la société simcom, en utilisant l’analyseur de réseau pour mesurer l’impédance pour déterminer la prise de R1, R2, C1, C2, l’adaptation d’impédance complète, peut atteindre le meilleur état de fonctionnement RF.
Résistance adaptée au terminal ,Dans notre article précédent sur 485, il y a des détails, les petits partenaires qui ne l’ont pas vu peuvent aller lire, croyant que la combinaison de cet article aura une perception plus profonde.L’impédance caractéristique de la Paire torsadée est généralement de 120 Ω, sans ajouter la résistance du terminal, lorsque la longueur du câble est très longue et le taux de transmission est élevé, c’est – à – dire lorsque la fréquence du signal est élevée, il est facile de réfléchir le signal dont nous avons parlé ci – dessus.
Câblage PCB,L’adaptation d’impédance peut ne pas être prise en compte dans les applications de circuits basse fréquence, mais dans les circuits haute fréquence, l’impédance de la ligne de marche PCB doit être prise en compte, généralement lorsque le temps de front du signal numérique est inférieur à 1 ns ou lorsque la fréquence du signal analogique dépasse 300 MHz, nous devons considérer le problème de l’impédance de la ligne de marche.L’impédance de la ligne de marche PCB provient principalement de la capacité parasite, de la résistance, du coefficient d’inductance, les principaux facteurs sont l’épaisseur de la plaque, la largeur de la ligne, l’épaisseur de la peau de cuivre et même le diamètre du trou.La gamme d’impédance de PCB est de 25 à 120 ohms, USB, HDMI, SATA, etc. généralement pour faire le contrôle d’impédance de 85 ~ 100Ω.(l’image ci – dessous montre le câble de données USB d’un petit hôte Linux précédemment conçu)