PCB Teknik - İçeri engelleme ve çıkış engelleme anlama

1. Girdi impedance

İçeri impedans bir devreğin giriş terminalinin eşit bir impedansına benziyor. İçeri terminal'a voltaj kaynağı U ekle ve girdi terminal'daki I'yi ölçün, sonra girdi impedance Rin U/I'dir. İçeri terminalini de dirençlerin her iki tarafı olarak düşünebilirsiniz. Bu dirençlerin dirençliği giriş engellemesidir.

İçeri engelleme sıradan bir reaksiyondan farklı değildir. Şimdiki engellerin büyüklüğünü gösteriyor. voltaj yönlendirilen devreler için, giriş impedansı daha büyük, voltaj kaynağındaki yükü daha hafif ve sürmek daha kolay. Sinyal kaynağına etkisi yaratacak; Güncel hareketli devreler için, giriş impedansı daha küçük, ağımdaki kaynağın yükünü hafifletir. Bu yüzden, düşünebiliriz ki, eğer voltaj kaynağı tarafından sürüştürülerse, giriş impedansı daha büyük olur. Eğer şu anki kaynağı tarafından sürüklenirse, impedance daha küçük, daha iyi. İptans eşleşmesini düşünün

2. Çıkış impedance

Sinyal kaynağı veya amplifikatör ve güç sağlamasına rağmen, çıkış imfazı problemi var. Çıkış impedansı sinyal kaynağının iç dirençlidir. İlk olarak, ideal voltaj kaynağı (elektrik tasarımı dahil olmak üzere) iç dirençlik 0 olmalı, ya da ideal current kaynağı İmpadans sonsuz olmalı. Çıkış impedansı devre tasarımında dikkat etmek için en önemli şey, ama gerçek voltaj kaynağı bunu yapamaz. Sürekli r'e dirençli bir seride ideal voltaj kaynağını kullanır ız, gerçek voltaj kaynağına eşit olmak için. Bu ideal voltaj kaynağı olan seride dirençli r (sinyal kaynağı/genişletici çıkış/güç sağlaması) iç dirençlidir. Bu voltaj kaynağı yüke güç sağladığımda, yükü üzerinden geçeceğim ve bu direksiyonda oluşturulacağım. I*r voltaj düşüşümü. Bu, enerji tasarrufunun çıkış voltasyonu düşürmeye yol a çacak, bu yüzden maksimum çıkış gücünü sınırlayacak (maksimum çıkış gücünün neden sınırlı olduğu için lütfen aşağıdaki "impedance eşleşmesi" sorunu görelim). Aynı şekilde, ideal bir kaynağı, çıkış impedansı sonsuz olmalı ama gerçek devre imkansız.

Üç, impedance eşleşmesi.

Eşleşme eşleşmesi sinyal kaynağı veya yayılma hattı ve yük arasında uygun eşleşme yöntemi gösterir. Etkileyici eşleştirmesi, düşük frekans ve yüksek frekans durumlarına bölüler.

DC voltaj kaynağıyla başlayalım. Gerçek voltaj kaynağı her zaman iç bir dirençliği vardır (lütfen çıkış impedans sorusuna bakın), gerçek bir voltaj kaynağını ideal voltaj kaynağına ve seride bir direnç r modeli dönüştürebiliriz. Yükleme dirençliği R olduğunu tahmin ediyoruz, elektromotif gücü U ve iç dirençliği r, sonra dirençliği R üzerinden akışını hesaplayabiliriz: I=U/(R+r), yükünün R dirençliğini daha küçük olarak görebiliyor. R yükündeki voltaj: Uo=IR=U/[1+(r/R)], yük direksiyonu R'nin daha büyük, çıkış voltajı Uo'nun yükseldiğini gör ülebilir.

P=I2*R=[U/(R+r)]2*R=U2*R/(R2+2*R*r+r2)

=U2*R/[(R-r)2+4*R*r]

=U2/{[(R-r)2/R]+4*r}

Verilen sinyal kaynağı için iç dirençlik r sabitlendi ve yük dirençliği R bizim tarafımız tarafından seçildi. Bilin ki, R=r, ((Rr) 2/R) 0'nun en az değerini alabildiğinde, yük dirençliğinden maksimum çıkış gücü R Pmax=U2/(4*r) alabilir. Yani yük direnişi sinyal kaynağının iç direnişine eşit olduğunda yük maksimum çıkış gücünü alabilir. Bu sık sık söylediğimiz impedans eşleşmesinden biridir. Temiz dirençlik devreleri için bu sonuç da düşük frekans devreleri ve yüksek frekans devrelerine uygulanır. AC devreyi kapasitetli veya etkileyici impedans içerirken sonuç değişir, yani sinyal kaynağı ve yük impedans gerçek kısmı eşit ve hayal kısmı birbirine karşı. Buna konjugate eşleştirme denir. Düşük frekans devrelerinde, genelde transmis çizgisinin uyuşturucu sorunu düşünmüyoruz, ama sadece sinyal kaynağı ve yük arasındaki durumu düşünüyoruz, çünkü düşük frekans sinyali Dalga uzunluğu transmis çizgisine karşılaştırıldı. Transfer çizgi "kısa bir çizgi" olarak kabul edilebilir ve yansıması ihmal edilebilir (bu anlayabilir: çünkü çizgi kısa, geri yansıtılırsa bile, orijinal sinyal ile hala aynı). Yukarıdaki analiziden sonuç alabiliriz: Eğer büyük bir çıkış akışına ihtiyacımız olursa, küçük bir yük R seçin; Eğer büyük bir çıkış voltajına ihtiyacımız olursa, büyük bir yük R seçin; Eğer maksimum çıkış gücüne ihtiyacımız olursa, sinyal kaynağının iç dirençliğine uygun bir dirençli R seçin. Bazen impedance Mismatch'in de başka bir anlamı vardır. Örneğin, bazı enstrümanların çıkışı özel yük şartları altında tasarlanmıştır. Eğer yük şartları değiştirilirse, orijinal performansı başarılı olabilir. Bu zamanda, impedance eşleşmesini de arayacağız.

Yüksek frekans devrelerinde, aynı zamanda refleks problemini düşünmeliyiz. Sinyal frekansı yüksek olduğunda sinyal dalgalarının uzunluğu çok kısa. Dalga uzunluğu, transmis çizgisinin uzunluğuna karşılaştırılması için yeterince kısa olduğunda, orijinal sinyalde yerleştirilmiş yansıtlı sinyal değişecek. Orijinal sinyalin şekli. Eğer iletişim hatının özellikleri engellemesi yük impedansı ile eşit değilse (yani eşit değilse), refleks yük sonunda oluşacak. impedans eşleşmediğinde ve karakteristik impedans çözme yöntemi ikinci sıralar bias ı, farklı denklemin çözümü, burada detaylara girmeyeceğiz. Eğer ilgileniyorsanız, lütfen elektromagnet alanında ve mikrodalga alandaki transmis çizgi teorisine yönlendiriniz. Transfer çizgisinin özellikleri engellemesi (ayrıca özellikleri impedance denir) transmis çizgisinin yapısı ve materyali tarafından ve transmis çizgisinin uzunluğu ve sinyalin genişliği ve frekansı önemli değil.

Örneğin, genelde kullanılan CCTV koksiyal kablosu 75Ω 'nin özellikleri bir impedansı vardır. Bazı radyo frekans ekipmanları genelde 50Î'nin özellikle bir impedans ile koksiyal kablo kullanır. Başka bir ortak iletişim satırı, köylüler bölgelerinde olan 300Ω karakteristik bir impedans ile düz paralel bir çizgidir. Yagi antenini beslemek için kullanılan televizyonun antene rekası daha yaygın ve kullanılır. Çünkü televizyonun RF girdi sonunun girdi engellemesi 75Ω, 300Ω besleyicisi buna uymuyor. Bu problemi pratik olarak nasıl çözecek? Bilmiyorum. Televizyonun akssoratöründe 300Ω 75Ω impedance dönüştürücüsü olduğunu fark ettiniz mi? İçinde, 300Ω impedansını 75Ω olarak değiştirir ve eşleştirilebilir. Burada karakteristik impedans genellikle anladığımız direniyet ile ilgili bir konsept olmadığını belirtmeli, yayınlama çizgisinin uzunluğuyla ilgisi yok. Ohmmeter kullanarak ölçülenemez. Görüntüler üretmek için yük impedansı transmis çizgisinin özellikle eşit olmalı. Bu, iletişim çizgisinin uygulaması. Eğer impedans eşleşmezse kötü sonuçlar ne olacak? Eğer eşleşmediyse, refleks oluşturulacak, enerji yayılamaz ve etkileşimliliği azaldırılacak; Transfer çizgisinde duran bir dalga oluşturulacak (basit bir anlama, sinyalin bazı yerlerde güçlü olduğunu ve sinyal bazı yerlerde zayıf olduğunu gösteriyor), bu yüzden transmission çizgisinin etkili güç kapasitesini azaltıyor. Güç yayılamaz ve iletişim ekipmanı bile hasar edebilir. Eğer devre masasındaki yük hızlı sinyal çizgi yük impedansı ile eşleşmezse, oscilasyon, radyasyon araştırması, etc.

İmparans eşleşmediğinde, nasıl uyuşturmak için? İlk olarak, üzerindeki televizyondaki örnek gibi, impedance dönüşü için bir transformatör kullanmayı düşünebilirsiniz. İkinci olarak, RF devrelerini arızasızlandırdığında sık sık kullanılan seri/paralel kapasitör veya induktans kullanmayı düşünebilirsiniz. Üçüncü, seri/paralel dirençlerin kullanımını düşünebilirsiniz. Bazı sürücüler relativ düşük impedans sahiptir, ve uygun bir karşılaştırıcı seride, yüksek hızlı sinyal çizgileri gibi yüksek hızlı sinyal çizgileri, bazen on ohm karşılaştırıcı seride bağlanabilir. Bazı alıcıların giriş engellemesi relatively yüksektir. Parallel dirençler yayınlama satırıyla eşleşmek için kullanılabilir. Örneğin, 485 otobüs alıcıları sık sık veri hattı terminalinde 120 ohm ile eşleşen bir direksiyonu bağlıyor.

İmpadans eşleşmediğinde refleks sorunu anlamanıza yardım etmek için iki örnek göstereyim: Eğer doğru a ğırlık ve zorluk sahibi bir kum çantası olursa, onu oynamak için rahat hissedersin. Eğer bir gün elleri ve ayakları ile kum çantasını yaptığımda, örneğin içindeki demir kumla değiştirilirse, hâlâ önceki gücünü vurmak için kullanıyorsunuz, elleriniz onu taşıyamayabilir. Gerçekten, içeriyi çok ışık ve ışık bir şeyle değiştirsem, yumruklanırken boş olabilirsiniz, ve elleriniz onu daşıyamayabilir.Bu çok ışık yükünün durumu. Örneğin, bunu hiç denediğinizi bilmiyorum: merdivenleri a çık göremiyorsunuz, merdivenlere yukarı/yukarı çıkın ve merdivenler olduğunuzu düşündüğünüzde "yükleme bozukluğu" hissi olacak. Tabii ki, belki de bu örnek uygun değil, ama yük uygun olmadığında onu düşünmesi için kullanabiliriz.

Neden ön amplifikatörün giriş sahnesi engellenmesi? İmparans'ı arttırmanın nasıl yolları

Yüksek girdi impedansı devre (ya da önceki devre çıkışı) tarafından sarılan güç küçük ve güç sağlamı ya da önceki sahne daha fazla yük sürebilir. Elektronik voltmetre, oscilloskop gibi ölçüm devreleri için çok yüksek bir girdi impedansı gerekiyor ki test altındaki devre etkisi aletlere bağlanmadan sonra mümkün olduğu kadar küçük.

Nasıl geliştirilecek: (1) Saha etkisi tüpü, giriş impedansı doğal olarak yüksektir. (2) Girdi impedansı arttırmak için bootstrap bağlantısını kullanın. (3) Ortak koleksiyon amplifikatör devresini kabul et ve triode amplifikatör devresinin giriş sahası genellikle ortak koleksiyon modunda bağlantılır.

Ideal bir durumda, voltaj sürücü geri fazla devre sadece önceki sahneden voltaj çekiyor ve akışı yok, bu yüzden güç çizimiyor. Önceki sahneye göre neredeyse yüklenmeyecek, bu yüzden daha büyük impedance, daha kolay sürmek. Aslında arka sahneyin giriş engellemesi sonsuza yakın olabilir. Vakuum tüpü veya CMOS aygıtının girişi G Ω seviyesine ulaşabilir ve ön sahadan çekilmiş şu and a çok küçük.

Örneğin, alan etkisi tüpü voltaj sürücü tüpüne a it, ve devre tarafından oluşturduğu voltaj sürücü devre. Çünkü girdi impedansı bu kadar büyük ki, girdi akışını görmezden gelebilir, güç tüketimi de görmezden gelecek;

Triode şu and a kullanılan türüne a it, ve devre tarafından oluşturulan bir devre, çünkü çalışmak için akışını injeksi etmesi gerekiyor. İçeri engellemesi relativ küçük olsa da, hala belli bir miktar enerji tüketmesi oluşturuyor.

Kişisel anlama:

Böyle denilen girdi impedansı devre tarafından kullanılan gücü (anlamsız kaybı olarak anlayabilir). voltaj sürücü devreleri için, impedans daha büyük, akışı daha küçük, P=I*R, sürücü devre yönünde akışı daha küçük, impedans daha küçük, P=I*I*R, enerji tüketmesi daha küçük, bu yüzden sonraki devre daha fazla güç çıkabilir.