Курс AVR123.nm.ru |
|
||
|
-
импеданс
Импеданс - это полное сопротивление т.е. его активная и реактивная составляющие. Обозначают импеданс буквой - Z к ней иногда приставляются разные индексы для уточнения. записывается импеданс например так: Z = R + JXL
(Ом) - этот
импеданс соответствует
последовательному соединению резистора сопротивлением R
Ом и индуктивности
XL - это реактивное сопротивление индуктивности в Ом.
или вот так: Z = R - JXC
(Ом)
- этот импеданс соответствует
последовательному соединению резистора сопротивлением R
Ом и емкости
XC - это реактивное сопротивление емкости в Ом. F - это частота сигнала - Гц. pi - это число "пи" - 3,1415926535897932384626433832795...
Импеданс - это комплексная величина и соответственно выражается комплексным числом. Возможно поэтому (к великому сожалению) в большинстве учебников авторы соревнуются в этажности формул, что наводит реальную тоску на подзабывших высшую математику любителей электронщиков и у ребят опускаются руки, они падают духом... Грустно, девушки... Ни в одном отечественном учебнике я не видел рассказа о существовании простейшего графического калькулятора для комплексных чисел! Это диаграмма Сита (SmithChart) - Вот он-лайн
апплет
- SmithChart "Impedance Matching and the на сайте maxim-ic.com Согласовать устройства можно распечатав диаграмму и сделав всего несколько не сложных построений.
Активное сопротивление (идеальный резистор) - протекание тока A через него вызывает только рассеяние мощности N = A*A*R в виде тепла. В активном сопротивлении НЕ происходит накопление заряда или энергии магнитного поля. Ток протекающий через резистор по закону Ома равен разности потенциалов (или падению напряжения) на резисторе деленной на его сопротивление.
Индуктивность
- это проводник, возможно навитый в виде
катушки, возможно на сердечник. Протекание тока через идеальную
индуктивность НЕ вызывает выделение
тепла! Т.е. энергия не
расходуется а запасается в виде
энергии магнитного поля Суть
индуктивности: - индуктивность "противится" изменению протекающего через неё тока. - чем больше частота сигнала - тем более противится! - в индуктивности ток отстает по фазе от напряжения. - ток через индуктивность отстает по фазе от напряжение на ней. Внимание
! учтите что:
Реклама недорогих радиодеталей почтой:
Ёмкость - это конденсатор. Протекание тока через идеальный конденсатор НЕ вызывает выделение тепла! Энергия не расходуется а запасается в виде энергии электрического поля EC = С*V*V/2 V- это напряжение на конденсаторе. Суть
ёмкости (конденсатора): - ёмкость конденсатора "противится" изменению напряжения на его обкладках (контактах, выводах конденсатора). - чем больше частота сигнала - тем меньшее сопротивление оказывает конденсатор прохождению сигнала. - ток через конденсатор опережает по фазе напряжение на нем. Внимание
! учтите что:
Основные
производители резисторов,
конденсаторов и индуктивностей: Где найти
информацию и купить:
Колебательный контур - это индуктивность и конденсатор. В зависимости от того как они подключены контур называют последовательным или параллельным. Основные характеристики контура: - частота резонанса контура - F равна единице деленной на (произведение 2 на Пи на корень квадратный из произведения емкости на индуктивность) - в Гц. - добротность контура Q - определяет остроту резонанса в контуре. В параллельном контуре при резонансе ток через выводы контура равен 0 а напряжение максимально. В последовательном контуре наоборот - напряжение стремится к нулю а ток максимален.
Перечисленные выше пассивные элементы резистор, конденсатор и катушка индуктивности - называются сосредоточенными (англ. lumped), так как их линейные размеры обычно много меньше длины волны.
А вот дальше я расскажу об элементе с распределенными параметрами (англ. distributed), так как его размер сопоставим с длиной волны.
Вот мой вариант: программа расчета колебательных контуров и индуктивности самодельных "воздушных" однослойных катушек. там есть и примеры промеров параметров реальных катушек!
Линия передачи - это два проводника по которым передается сигнал, расположенные относительно близко и геометрически упорядочено. Иногда называют "микро полосковая линия" или "полосковая линия" или просто "линия". В жизни мы используем линии передачи: Симметричные
линии: Несимметричные
линии:
Основной параметр линии передачи: Волновое сопротивление линии и обозначается Zo - также как импеданс, так как таковым и является. Величина Zo равна корню квадратному из отношения индуктивности отрезка линии к емкости этого отрезка. Единица измерения - Ом. Линии передачи имеют огромное значение и широчайшее применение в высокочастотной электронике и особенно при согласовании и передаче сигналов.
Основные
положения о линиях передачи: 2) Замкнутая на
конце четвертьволновая линия -
имеет бесконечный входной импеданс.
Это эквивалент подключения
параллельного колебательного контура в резонансе = максимум
напряжения и минимум тока. Т.е. вы можете соединить согласованные передатчик и приемник с помощью любого имеющегося под рукой кабеля, не обращая внимания на его импеданс! нужно только взять его отрезок кратный половине длины волны в кабеле. Для большинства коаксиальных кабелей скорость распространения волны в 1.5 раза (это коэф. укорочения длины волны по сравнению с длиной в вакууме равный корню из диэлектрической проницаемостью диэлектрика примененного в кабеле) меньше скорости света в вакууме - примерно 200000 км в сек.
Дополнительные положения о линиях передачи: 4) Разомкнутая
на конце линия больше четверти и меньше половины -
имеет индуктивное входное сопротивление.
Аналогично подключению индуктивности.
Наконец: Для расчета линий передачи - существует много программ, например Line (325 Kb - расчет линий передачи) или AppCAD от Agilent (16 Mb - расчет всякого ВЧ СВЧ добра). Линию передачи реально изготовить на печатной плате в домашних условиях применяя лазерно-утюжную технологию:
Это скриншот из великолепной бесплатной программы для радиочастотных расчетов AppCAD от Agilent - советую скачать и использовать её.
Очень просто и довольно точно можно выполнить линию передачи в виде проводника круглого сечения над медной проводящей плоскостью платы соединенной с общим проводом устройства - землей.
Вы легко можете измерить диаметр провода, воздуха равен 1, а высоту проводника можно установить используя подкладку нужной толщины.
Посредине конструкции - пролегает один проводник лини - сигнальный. Второй проводник (он является "землей" = "общим проводом" устройства) состоит из двух медных плоскостей края которых видны по бокам первого проводника и нижнего медного слоя платы. Края двух проводящих плоскостей обильно усеивают метализироваными переходными отверстиями на нижний слой платы для лучшего контакта с ним. Эта конструкция обеспечивает минимальное излучение и приём электромагнитных колебаний и даёт наименьшее взаимное влияние линий.
Линии можно плавно (и не очень) изгибать и прокладывать змейкой для сокращения занимаемого на плате места. Вот пример: усилитель на 70 Вт 940 МГц - питание на транзистор подается четвертьволновой линией L
Для экономии места на плате линия довольно безжалостно "упакована" в змейку.
На более низких частотах в качестве линий передачи широко применяют отрезки коаксиального кабеля нужной длины.
Перейти на страницу о согласовании в радиоэлектронике
Вот
это еще почитайте:
|