特征阻抗是我們最常使用并經常使用的術語之一,但它非常模糊且難以解釋。以下是來自幾個不同來源的特征阻抗的一些定義。 (如果您查看10種不同的來源,則會看到10種不同的描述版本):
1、特征阻抗是電路的阻抗,當連接到任意長度的均勻傳輸線的輸出端子時,會導緻該線無限長地出現;
2、均勻傳輸線的特征阻抗或浪湧阻抗(通常寫為Z0)是沿傳輸線傳播的單波電壓和電流的幅度之比;就是說,一個波在一個方向上傳播而在另一方向上沒有反射;
3、特征阻抗是信号在線路中向前傳播時所看到的瞬時阻抗。
你能理解這個概念嗎 ?如果您已經知道什麼是特征阻抗,可能能夠明白上面的描述是有道理的。但是,如果這個概念對您來說是新的,那将沒有多大意義。當我第一次看到這個定義的時候,對我來說就是這樣的:一頭霧水。可能沒有任何方法可以通過幾行文字來使您對這個概念有清晰的了解。隻要嘗試通讀許多不同版本的解釋,您就會越來越熟悉該概念,即使您仍然很難向其他人解釋它,您也會逐漸了解它的真實含義。
我的解釋也隻能是從不同來源獲得的許多不同解釋的一種版本,我不相信您僅僅閱讀一兩次我的解釋就能完全理解特性阻抗的概念。
假設您有一個如下所示的電路。
當您應用輸入信号源時,電流表(安培表)和電壓表會發生什麼?如果您想到在高中物理中學到的知識,答案将很簡單。由于電路是開路的(一端斷開),因此在安培表和伏特計中您都将說“ 0”。但是,如果您想得更深一些,并且可以在很短的時間範圍内(例如納秒或皮秒的時間間隔)考慮情況。如果您以皮秒為單位分解時間,您可能可以說:“在施加信号源之後的幾皮秒内,我會看到一些電流和電壓,因為電流會從信号源中流出并流過RF組件,直到到達電路末端。電流到達電路末端時将停止流動。
特性阻抗的分析電路
應用上述概念,當使用越來越長的RF組件時,您将看到電流和電壓變得更長,因為從源頭來的電流到達電路末端需要更長的時間。
如果我們假設可以将RF組件的長度擴展到無限長,那麼即使電路在末端斷開,電流也将永遠流過,因為從源頭來的電流要花很長時間才能到達電路的末端。在這種情況下,電流将僅在一個方向上從源流向RF組件的末端,因為從該組件的末端不會産生反射。假設反射僅發生在組件的末端,則信号将不會被反射,因為要花費無限的時間(意味着在真實情況種永遠不會發生)才能到達組件的末端。
如果在這種理想條件下測量電流和電壓,則可以如下計算阻抗:
Z = V/I
在這種理想條件下測得的Z(阻抗)稱為“特性阻抗”,因為測量值取決于RF組件的“物理/電氣特性”(例如,材料,物理尺寸,形狀等)。
假設無限長的傳輸線
當然,您不能構建這種理想的電路,因為您不能制造任何具有無限長度的RF組件。
因此,讓我們考慮更實用的方法。假設您有一個如下所示的電路。在此電路中,該電路未斷開,現在是閉合電路,并且被标記為Z_L(負載阻抗)的負載閉環。
接有負載阻抗的傳輸線
假設您為負載阻抗輸入了任意值,并且在安培表和電壓表上将看到某個值。但是,在大多數情況下,您在電表中讀取的值将與我在上文所述的理想情況下看到的值不同,因為信号的某些部分(源功率)會在RF組件的末端反射出來。
經過大量的嘗試和運氣(?),您可能會發現一個特定的Z_L值,在該值處您會看到與上述理想情況下相同的安培表值和伏特計值,在這種情況下,該特定Z_L值将變為相同作為組件的特性阻抗。這意味着Z_L(負載阻抗)具有将RF分量延長至無限長的相同效果。 (這也是本文開頭的特性阻抗第一個定義的含義)。
特性阻抗的兩種相同的定義
現在返回到此頁面的開頭,閱讀“特性阻抗”的示例定義,看看它是否對您有意義。 如果您還不清楚,請嘗試從百度或其他教科書中搜索與之相關的内容。
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