I. Empedans eşleştirmenin temel ilkesi
1. Saf direnç devresi
Fizik ve elektrik böyle bir problem anlattı: bir R cihazının direnci, potansiyel bir E'ye bağlı, r pil takımının iç direnci, hangi koşullarda güç kaynağının güç çıkışı maksimumdur? Dış direnç iç dirence eşit olduğunda, güç kaynağından dış devreye güç çıkışı maksimumdur, bu saf direnç devresinin güç uyumudur. Bir AC devresi ile değiştirilirse, eşleşmesi için devrenin bu koşulu da karşılaması gerekir.
2. Reaktans devresi
Reaktans devreleri, saf dirençli devrelere göre daha karmaşıktır, devrede dirençlere ek olarak kapasitörler ve indüktörler vardır. Bileşenler ve düşük frekanslı veya yüksek frekanslı AC devrelerinde çalışır. AC devresinde, AC'ye direnç, kapasitans ve endüktans empedansına empedans denir, Z harfi ile gösterilir. Bunlar arasında sırasıyla AC empedansına kapasitans ve endüktans, kapasitif direnç ve ve endüktif direnç ve. Kapasitans ve endüktansın kendisine ek olarak, kapasitif ve endüktif direncin değeri işteki alternatif akımın frekansının büyüklüğü ile ilgilidir. Bir reaktans devresinde, R direnci, endüktans ve kapasitans değerlerinin basit aritmetik toplamla değil, empedans üçgeni yöntemiyle hesaplanabileceğini belirtmekte fayda var. Bu nedenle, reaktans devresinin eşleşmesi saf direnç devresinden daha karmaşıktır, ek olarak giriş ve çıkış devrelerinin dirençli bileşenlerinin eşit olması gerekir, ancak aynı zamanda eşit boyutta ve zıt işaretli reaktans bileşenlerini de gerektirir (eşlenik eşleştirme) ; veya direnç ve reaktans bileşenleri eşittir (yansıtıcı olmayan eşleştirme). Burada reaktans X, endüktif direnç XL ile kapasitif direnç XC arasındaki farktır (yalnızca seri devreler için, eğer paralel devrenin hesaplanması daha karmaşıksa). Yukarıdaki koşulları karşılayan empedans uyumu denir, maksimum gücü alabilen yük.
Empedans eşleştirmenin anahtarı, ön katın çıkış empedansının arka katın giriş empedansına eşit olmasıdır. Giriş empedansı ve çıkış empedansı, her seviyedeki elektronik devrelerde, çeşitli ölçüm cihazlarında ve çeşitli elektronik bileşenlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Peki giriş empedansı ve çıkış empedansı nedir? Giriş empedansı, devrenin sinyal kaynağına empedansıdır.
Örneğin:multimetredeki voltaj bloğunun giriş empedansı (gerilim duyarlılığı olarak adlandırılır) ne kadar yüksekse, test edilen devreye şant ne kadar küçükse, ölçüm hatası o kadar küçük olur. Akım bloğunun giriş empedansı ne kadar düşük olursa, test edilen devrenin voltaj bölümü o kadar küçük olur ve dolayısıyla ölçüm hatası o kadar küçük olur. Güç amplifikatörleri için, sinyal kaynağının çıkış empedansı, amplifikatör devresinin giriş empedansına eşit olduğunda buna empedans eşleştirme denir ve daha sonra amplifikatör devresi çıkışta maksimum gücü elde edebilir. Çıkış empedansı, yüke konuşan devrenin empedansıdır.
Örneğin:gerilim kaynağı düşük çıkış empedansı gerektirirken, akım kaynağı yüksek çıkış empedansı gerektirir. Yükseltici bir devre için çıkış empedansının değeri, yükü taşıma yeteneğini gösterir. Genellikle, çıkış empedansı küçükse, yükü taşıma yeteneği güçlüdür. Çıkış empedansı ve yük eşleştirilemezse, eşleştirmeyi sağlamak için bir trafo veya ağ devresi eklenebilir. Örneğin, çıkış transformatörü genellikle transistörlü amplifikatör ile hoparlör arasına bağlanır ve amplifikatörün çıkış empedansı, transformatörün birincil empedansı ile eşleşir ve transformatörün ikincil empedansı, hoparlörün empedansı ile eşleşir. Transformatör, empedans oranını birincil ve ikincil sargıların dönüş oranlarına dönüştürür. Gerçek elektronik devrede, genellikle sinyal kaynağı ve amplifikatör devresi veya amplifikatör devresi ile karşılaşır ve yük empedansı duruma eşit değildir, bu nedenle doğrudan bağlanamazlar. Çözüm, aralarında bir eşleştirme devresi veya eşleştirme ağı eklemektir. Son bir not olarak, empedans uyumu yalnızca elektronik devreler için geçerlidir. Elektronik devrelerde iletilen sinyal gücü doğası gereği zayıf olduğundan, çıkış gücünü artırmak için eşleştirme gereklidir. Elektrik devrelerinde genellikle eşleştirmeye dikkat edilmez, aksi takdirde çıkış akımı çok yüksek olur ve cihaza zarar verir.
II. empedans eşleştirme uygulaması
Saat sinyalleri, veri yolu sinyalleri ve hatta birkaç yüz megabayta kadar DDR sinyali vb. gibi genel yüksek frekanslı sinyal alanı için, genel cihaz alıcı-verici endüktif ve kapasitif direnci, dirence göre nispeten küçüktür (örn. empedansın gerçek kısmı) göz ardı edilebilir, şu anda, empedans eşleştirmenin sadece üzerindeki gerçek kısmı dikkate alması gerekir.
RF alanında, antenler, amplifikatörler vb. birçok cihazın giriş ve çıkış empedansları gerçek değildir (saf direnç değildir) ve hayali kısımları (kapasitif veya endüktif direnç) göz ardı edilemeyecek kadar büyüktür. ve ardından eşlenik eşleştirme yöntemi kullanılmalıdır.
