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goandlove / 射頻電路 / Smith圓圖簡介

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Smith圓圖簡介

2019-06-03  goandlove

對于射頻人員來講,做的最多的,可能就是匹配。而做匹配,最常用到的就是Smith圓圖。

當年在學校的時候,覺著Smith圓圖好難;工作久了,再加上軟件的幫助,覺著Smith圓圖還是比較好理解的。

要用好Smith圓圖,關鍵是熟悉它的構成。主要包括等電阻圓,等電導圓,等Q,等電抗圓,等電納圓。

       通常匹配的話,一般都采用電感和電容,所以用的最多的,是等電阻圓和等電導圓,如圖1和圖2所示。

圖 1 等電阻圓

圖 2  等電導圓

Smith圓圖的上半部分代表感抗,下半部分代表容抗。

在等電阻圓上順時針旋轉,相當于串聯電感;逆時針旋轉,相當于串聯電容。在等電導圓上順時針旋轉,相當于并聯電容;逆時針旋轉,相當于并聯電感(我一般這樣記憶,從圓圖中心點,沿著等電阻圓往上旋轉為順時針旋轉,而一般串聯電路用電阻來標稱阻值,且圓圖上半部分為感抗,所以順時針旋轉時,相當于串聯電感;同理,沿著等電導圓往上旋轉為逆時針,一般并聯電路用電導來表示,且圓圖上半部分為感抗,所以沿電導圓逆時針旋轉時,相當于并聯電感)。具體如圖3所示。

圖 3 串并聯電容電感

如果想設計寬帶匹配電路的話(適合于源阻抗和負載阻抗不隨頻率變化的情況),就需要用到等Q線了,如圖4所示。Q值越低,也就是等Q線越接近圓圖橫軸,越容易設計出寬帶匹配電路。而且,沿著低等Q線,規劃匹配路線,也會使得匹配電路里的值有較大的容差范圍,減少調試難度。

圖 4 等Q線

了解了這些知識,在已知源阻抗和負載阻抗的情況下,在現有Smith圓圖軟件的幫助下,很容易就能設計出匹配電路。

注意,設計時,要遵循‘往前看,向后退’的原則。如圖5所示。

圖 5  往前看,向后退原則

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