Իմպեդանսի համապատասխանության սկզբունքները

Իմպեդանսի համապատասխանության հիմնական սկզբունքը

1. մաքուր դիմադրության միացում

Միջնակարգ դպրոցի ֆիզիկայում էլեկտրաէներգիան այսպիսի խնդիր է ասել՝ R էլեկտրական սարքերի դիմադրություն, որը միացված է E-ի էլեկտրական պոտենցիալին, r մարտկոցի փաթեթի ներքին դիմադրություն, ո՞ր պայմաններում է սնուցման աղբյուրի հզորությունը ամենամեծը:Երբ արտաքին դիմադրությունը հավասար է ներքին դիմադրությանը, արտաքին սխեմայի սնուցման ելքային հզորությունը ամենամեծն է, որը զուտ դիմադրողական շղթայի հզորության համընկնում է:Եթե ​​փոխարինվում է AC շղթայով, ապա նույնը պետք է համապատասխանի նաև R = r շղթայի պայմաններին համապատասխանելու համար:

2. ռեակտիվ շղթա

Իմպեդանսային շղթան ավելի բարդ է, քան մաքուր դիմադրության սխեման, բացի դիմադրությունից շղթայում կան կոնդենսատորներ և ինդուկտորներ:Բաղադրիչներ և աշխատում են ցածր հաճախականության կամ բարձր հաճախականության AC սխեմաներում:AC սխեմաներում փոփոխական հոսանքի խցանման դիմադրությունը, հզորությունը և ինդուկտիվությունը կոչվում է դիմադրություն, որը նշվում է Z տառով: Դրանցից հզորության և ինդուկտիվության խանգարող ազդեցությունը փոփոխական հոսանքի վրա կոչվում է կոնդենսիվ ռեակտիվ և ինդուկտիվ ռեակտիվ և համապատասխանաբար:Կապակցիվ ռեակտիվության և ինդուկտիվ ռեակտիվության արժեքը կապված է փոփոխական հոսանքի գործարկվող հաճախականության հետ՝ ի լրումն հզորության և ինդուկտիվության չափի:Հարկ է նշել, որ ռեակտանսային միացումում դիմադրության R-ի արժեքը, ինդուկտիվ ռեակտիվությունը և կոնդենսիվ ռեակտիվությունը կրկնակի չեն կարող ավելացվել պարզ թվաբանությամբ, սակայն սովորաբար օգտագործվող դիմադրողականության եռանկյունավորման մեթոդը հաշվարկելու համար:Այսպիսով, զուտ դիմադրողական սխեմաների համեմատությամբ դիմադրողականության սխեման ավելի բարդ է, բացի նրանից, որ դիմադրողական բաղադրիչի մուտքային և ելքային սխեմաների պահանջները հավասար են, բայց նաև պահանջում է հավասար չափի ռեակտիվ բաղադրիչ և հակառակ նշանի (կոնյուգատի համապատասխանություն) );կամ դիմադրողական բաղադրիչի և ռեակտիվության բաղադրիչները հավասար են (ոչ արտացոլող համընկնում):Այստեղ վերաբերվում է ռեակտիվ X-ին, այսինքն՝ ինդուկտիվ XL-ի և կոնդենսիվ ռեակտիվության XC-ի տարբերությունին (միայն սերիական սխեմաների համար, եթե զուգահեռ միացումն ավելի բարդ է հաշվարկելիս):Վերոնշյալ պայմանները բավարարելու համար կոչվում է դիմադրության համընկնում, այն բեռը, որը կարող է ստանալ առավելագույն հզորություն:

Իմպեդանսի համապատասխանության բանալին այն է, որ առջևի բեմի ելքային դիմադրությունը հավասար է հետևի բեմի մուտքային դիմադրությանը:Մուտքային դիմադրությունը և ելքային դիմադրությունը լայնորեն օգտագործվում են բոլոր մակարդակների էլեկտրոնային սխեմաներում, բոլոր տեսակի չափիչ գործիքներում և բոլոր տեսակի էլեկտրոնային բաղադրիչներում:Այսպիսով, որո՞նք են մուտքային և ելքային դիմադրությունը:Մուտքային դիմադրությունը շղթայի դիմադրությունն է ազդանշանի աղբյուրին:Ինչպես ցույց է տրված Նկար 3-ի ուժեղացուցիչը, նրա մուտքային դիմադրությունը պետք է հեռացնել ազդանշանի աղբյուրը E և ներքին դիմադրությունը r, AB ծայրերից մինչև համարժեք դիմադրություն:Դրա արժեքը Z = UI / I1 է, այսինքն, մուտքային լարման և մուտքային հոսանքի հարաբերակցությունը:Ազդանշանի աղբյուրի համար ուժեղացուցիչը դառնում է իր բեռը:Թվային առումով, ուժեղացուցիչի համարժեք բեռնվածքի արժեքը մուտքային դիմադրության արժեքն է:Մուտքային դիմադրության չափը նույնը չէ տարբեր սխեմաների համար:

Օրինակ, որքան բարձր է մուլտիմետրի լարման բլոկի մուտքային դիմադրությունը (կոչվում է լարման զգայունություն), այնքան փոքր է ստուգվող շղթայի շունտը և այնքան փոքր է չափման սխալը:Որքան ցածր է ընթացիկ բլոկի մուտքային դիմադրությունը, այնքան փոքր է լարման բաժանումը փորձարկվող շղթայի նկատմամբ, և, հետևաբար, այնքան փոքր է չափման սխալը:Էլեկտրաէներգիայի ուժեղացուցիչների համար, երբ ազդանշանի աղբյուրի ելքային դիմադրությունը հավասար է ուժեղացուցիչի շղթայի մուտքային դիմադրությանը, այն կոչվում է դիմադրության համընկնում, և այնուհետև ուժեղացուցիչի միացումը կարող է ստանալ առավելագույն հզորություն ելքի վրա:Ելքային դիմադրությունը շղթայի դիմադրությունն է բեռի նկատմամբ:Ինչպես 4-րդ նկարում, շղթայի մուտքային կողմի սնուցումը կարճ միացված է, բեռի ելքային կողմը հանվում է, CD-ի ելքային կողմից համարժեք դիմադրությունը կոչվում է ելքային դիմադրություն:Եթե ​​բեռնվածքի դիմադրությունը հավասար չէ ելքային դիմադրությանը, որը կոչվում է դիմադրության անհամապատասխանություն, ապա բեռը չի կարող ստանալ առավելագույն հզորություն:Ելքային լարման U2 և ելքային հոսանքի I2 հարաբերակցությունը կոչվում է ելքային դիմադրություն:Ելքային դիմադրության չափը կախված է տարբեր սխեմաների տարբեր պահանջներից:

Օրինակ, լարման աղբյուրը պահանջում է ցածր ելքային դիմադրություն, մինչդեռ ընթացիկ աղբյուրը պահանջում է բարձր ելքային դիմադրություն:Ուժեղացուցիչի շղթայի համար ելքային դիմադրության արժեքը ցույց է տալիս բեռը կրելու նրա կարողությունը:Սովորաբար, փոքր ելքային դիմադրությունը հանգեցնում է բեռի բարձր կրող հզորության:Եթե ​​ելքային դիմադրությունը չի կարող համընկնել բեռի հետ, ապա համապատասխանությանը հասնելու համար կարող է ավելացվել տրանսֆորմատոր կամ ցանցային միացում:Օրինակ, տրանզիստորային ուժեղացուցիչը սովորաբար միացված է ուժեղացուցիչի և բարձրախոսի միջև ելքային տրանսֆորմատորին, և ուժեղացուցիչի ելքային դիմադրությունը համընկնում է տրանսֆորմատորի առաջնային դիմադրության հետ, իսկ տրանսֆորմատորի երկրորդական դիմադրությունը համընկնում է դիմադրության հետ: բանախոսը.Տրանսֆորմատորի երկրորդական դիմադրությունը համապատասխանում է բարձրախոսի դիմադրությանը:Տրանսֆորմատորը փոխակերպում է դիմադրության հարաբերակցությունը առաջնային և երկրորդային ոլորունների շրջադարձերի հարաբերակցության միջոցով:Փաստացի էլեկտրոնային սխեմաներում, որոնք հաճախ հանդիպում են ազդանշանի աղբյուրի և ուժեղացուցիչի սխեմայի կամ ուժեղացուցիչի սխեմայի հետ, և բեռի դիմադրությունը հավասար չէ իրավիճակին, ուստի դրանք չեն կարող ուղղակիորեն միացվել:Լուծումը նրանց միջև համապատասխան սխեմա կամ ցանց ավելացնելն է:Ի վերջո, պետք է նշել, որ դիմադրության համընկնումը կիրառելի է միայն էլեկտրոնային սխեմաների համար:Քանի որ էլեկտրոնային սխեմաներում փոխանցվող ազդանշանների հզորությունը ի սկզբանե թույլ է, համապատասխանեցումը անհրաժեշտ է ելքային հզորությունը մեծացնելու համար:Էլեկտրական սխեմաներում համընկնումը սովորաբար հաշվի չի առնվում, քանի որ դա կարող է հանգեցնել չափազանց մեծ ելքային հոսանքի և սարքի վնասմանը:

Դիմադրության համապատասխանության կիրառում

Ընդհանուր բարձր հաճախականության ազդանշանների համար, ինչպիսիք են ժամացույցի ազդանշանները, ավտոբուսի ազդանշանները և նույնիսկ մինչև մի քանի հարյուր մեգաբայթ DDR ազդանշաններ և այլն, ընդհանուր սարքի հաղորդիչի ինդուկտիվ և կոնդենսիվ դիմադրությունը համեմատաբար փոքր է, հարաբերական դիմադրություն (այսինքն, իրական մասը դիմադրությունը), որը կարելի է անտեսել, և այս պահին, դիմադրության համընկնումը պետք է հաշվի առնի միայն կարողության իրական մասը:

Ռադիոհաճախականության ոլորտում շատ սարքեր, ինչպիսիք են ալեհավաքները, ուժեղացուցիչները և այլն, դրա մուտքային և ելքային դիմադրությունը իրական չէ (ոչ մաքուր դիմադրություն), և դրա երևակայական մասը (հզոր կամ ինդուկտիվ) այնքան մեծ է, որ չի կարելի անտեսել: , ապա մենք պետք է օգտագործենք խոնարհման համապատասխանության մեթոդը: