Кедергілерді сәйкестендірудің негізгі принципі
1. таза кедергі тізбегі
Орта мектеп физикасында электр тогы осындай мәселені айтты: R электр аспаптарының кедергісі, E электрлік потенциалына қосылған, r аккумулятор жинағының ішкі кедергісі, қандай жағдайда қоректендіру көзінің қуат шығысы ең үлкен болады?Сыртқы қарсылық ішкі кедергіге тең болғанда, сыртқы тізбекке қуат көзінің шығысы ең үлкен болады, бұл таза резистивті тізбектің қуат сәйкестігі.Айнымалы ток тізбегімен ауыстырылса, сәйкес болу үшін R = r тізбегінің шарттарына сәйкес келуі керек.
2. реактивтілік тізбегі
Кедергі тізбегі таза қарсылық тізбегіне қарағанда күрделірек, тізбекте кедергіден басқа конденсаторлар мен индукторлар бар.Құрамдас бөліктер және төмен жиілікті немесе жоғары жиілікті айнымалы ток тізбектерінде жұмыс істейді.Айнымалы ток тізбектерінде айнымалы ток кедергісінің кедергісі, сыйымдылығы және индуктивтілігі кедергі деп аталады, ол Z әрпімен көрсетілген. Олардың ішінде сыйымдылық пен индуктивтіліктің айнымалы токқа кедергі жасайтын әсері сәйкесінше сыйымдылық және индуктивті реактивтілік деп аталады.Сыйымдылық пен индуктивті реактивтіліктің мәні сыйымдылық пен индуктивтіліктің өлшеміне қосымша жұмыс істейтін айнымалы ток жиілігімен байланысты.Айта кету керек, реактивтілік тізбегінде кедергінің мәні R, индуктивті реактивтілік және екі еселенген сыйымдылық реактивтілік қарапайым арифметикамен қосыла алмайды, бірақ есептеу үшін жиі қолданылатын кедергі триангуляция әдісі.Осылайша, таза резистивті тізбектерге қарағанда сәйкестікке жету үшін кедергі тізбегі күрделірек болуы үшін, резистивті құрамдастағы кіріс және шығыс тізбектерге қосымша талаптар тең, сонымен қатар бірдей өлшемді және қарама-қарсы таңбаның реактивті компонентін қажет етеді (конъюгаттық сәйкестік );немесе резистивті компонент пен реактивтілік құрамдастары тең (шағылыстырмайтын сәйкестік).Мұнда X реактивтілігіне жатады, яғни индуктивті XL және сыйымдылық реактивтілігінің XC айырмашылығы (тек сериялы тізбектер үшін, егер параллельді тізбекті есептеу қиынырақ болса).Жоғарыда көрсетілген шарттарды орындау үшін максималды қуатты алуға болатын жүктеме кедергі сәйкестігі деп аталады.
Кедергілерді сәйкестендірудің кілті алдыңғы кезеңнің шығыс кедергісі артқы сатының кіріс кедергісіне тең.Кіріс және шығыс кедергісі барлық деңгейдегі электронды тізбектерде, өлшеу құралдарының барлық түрлерінде және электрондық компоненттердің барлық түрлерінде кеңінен қолданылады.Сонымен, кіріс кедергісі мен шығыс кедергісі дегеніміз не?Кіріс кедергісі сигнал көзіне тізбектің кедергісі.3-суретте көрсетілгендей күшейткіштің кіріс кедергісі Е сигнал көзін және r ішкі кедергісін AB ұштарынан эквивалентті кедергіге шығаруға арналған.Оның мәні Z = UI / I1, яғни кіріс кернеуі мен кіріс тоғының қатынасы.Сигнал көзі үшін күшейткіш оның жүктемесіне айналады.Сандық түрде күшейткіштің эквивалентті жүктеме мәні кіріс кедергісінің мәні болып табылады.Әртүрлі тізбектер үшін кіріс кедергісінің өлшемі бірдей емес.
Мысалы, мультиметрдің кернеу блогының кіріс кедергісі (кернеу сезімталдығы деп аталады) неғұрлым жоғары болса, сыналатын тізбектегі шунт соғұрлым аз болады және өлшеу қателігі соғұрлым аз болады.Ток блогының кіріс кедергісі неғұрлым төмен болса, сыналатын тізбекке кернеудің бөлінуі соғұрлым аз болады және осылайша өлшеу қателігі азаяды.Қуат күшейткіштері үшін сигнал көзінің шығыс кедергісі күшейткіш тізбегінің кіріс кедергісіне тең болғанда, ол кедергінің сәйкестігі деп аталады, содан кейін күшейткіш тізбегі шығыста максималды қуатты ала алады.Шығу кедергісі – тізбектің жүктемеге қарсы кедергісі.4-суреттегідей, тізбектің кіріс бөлігінің қоректенуі қысқа тұйықталған, жүктеменің шығыс бөлігі жойылған, CD шығыс жағынан эквивалентті кедергі шығыс кедергі деп аталады.Егер жүктеме кедергісі шығыс кедергіге тең болмаса, кедергі сәйкессіздігі деп аталады, жүктеме максималды қуат шығысын ала алмайды.Шығу кернеуі U2 мен шығыс ток I2 қатынасы шығыс кедергісі деп аталады.Шығу кедергісінің мөлшері әртүрлі тізбектерге байланысты әртүрлі талаптарға ие.
Мысалы, кернеу көзі төмен шығыс кедергісін қажет етеді, ал ток көзі жоғары шығыс кедергісін қажет етеді.Күшейткіш тізбегі үшін шығыс кедергінің мәні оның жүктемені көтеру қабілетін көрсетеді.Әдетте, шағын шығыс кедергісі жоғары жүкті көтеру қабілетіне әкеледі.Егер шығыс кедергісі жүктемеге сәйкес келмесе, сәйкестікке жету үшін трансформаторды немесе желі тізбегін қосуға болады.Мысалы, транзисторлық күшейткіш әдетте күшейткіш пен динамик арасындағы шығыс трансформаторға қосылады, ал күшейткіштің шығыс кедергісі трансформатордың бірінші реттік кедергісіне, ал трансформатордың екінші кедергісі трансформатордың кедергісіне сәйкес келеді. спикер.Трансформатордың қайталама кедергісі дауыс зорайтқыштың кедергісіне сәйкес келеді.Трансформатор кедергілер қатынасын бастапқы және қайталама орамдардың айналу қатынасы арқылы түрлендіреді.Нақты электронды тізбектерде жиі сигнал көзі мен күшейткіш тізбегі немесе күшейткіш тізбегі кездеседі және жүктеме кедергісі жағдайға тең емес, сондықтан оларды тікелей қосу мүмкін емес.Шешім олардың арасына сәйкес тізбекті немесе желіні қосу болып табылады.Соңында, кедергілерді сәйкестендіру тек электронды схемаларға ғана қатысты екенін атап өткен жөн.Электрондық тізбектерде берілетін сигналдардың қуаты табиғи түрде әлсіз болғандықтан, шығыс қуатын арттыру үшін сәйкестік қажет.Электр тізбегінде сәйкестік әдетте қарастырылмайды, себебі бұл шамадан тыс шығыс токқа және құрылғының бұзылуына әкелуі мүмкін.
Кедергінің сәйкестігін қолдану
Жалпы жоғары жиілікті сигналдар үшін, мысалы, тактілік сигналдар, шиналық сигналдар, тіпті бірнеше жүз мегабайтқа дейін DDR сигналдары және т.б., жалпы құрылғының қабылдағыш индуктивті және сыйымдылық кедергісі салыстырмалы түрде аз, салыстырмалы қарсылық (яғни, нақты бөлігі). кедергі) елемеуге болады және осы кезде кедергіні сәйкестендіру тек мүмкін болатын нақты бөлігін ескеру қажет.
Радиожиілік саласында антенналар, күшейткіштер және т.б. сияқты көптеген құрылғылар оның кіріс және шығыс кедергісі нақты емес (таза қарсылық емес) және оның ойдан шығарылған бөлігі (сыйымдылық немесе индуктивті) соншалықты үлкен, оны елемеу мүмкін емес. , онда конъюгаттық сәйкестендіру әдісін қолдануымыз керек.
Жіберу уақыты: 17 тамыз 2023 ж