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電阻加熱器

手把手教你在史密斯圓圖上畫(huà)圈圈兒！

發(fā)布日期：2022-10-18 點(diǎn)擊率：56

阻抗匹配是射頻電路設(shè)計(jì)的一項(xiàng)基本工作，然而只要做阻抗匹配，就離不了這個(gè)80年前發(fā)明的史密斯圓圖。下圖是一個(gè)全功能版的圓圖，密密麻麻的線讓人頭暈眼花。
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來(lái)，我們大家一起把這張復(fù)雜的圖拆解一下。看看這幅圖上究竟集合了幾個(gè)圓？
第一個(gè)圓：等電阻圓
等電阻圓就是上中紅色的圓，從左往右，從0→1→∞，
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第二個(gè)圓：等電抗圓
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第三個(gè)圓：等電納圓
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注意：電納和電抗互為倒數(shù)，反應(yīng)到圓圖上就是：
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等阻抗圓+等電抗圓+等導(dǎo)納圓就構(gòu)成了史密斯圓圖的基本要素。下圖也是最簡(jiǎn)單實(shí)用的一張史密斯圓圖：
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第四個(gè)圓：等反射系數(shù)圓
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這個(gè)等反射系數(shù)圓通常不畫(huà)在圓圖上，而是在下面的輔助線標(biāo)識(shí)中，如下圖所示。
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所以，綜合起來(lái)，史密斯圓圖就這么強(qiáng)大了，那么應(yīng)該怎么使用呢？
 
我們先來(lái)總結(jié)幾個(gè)口訣
上感下容中電阻
左短右開(kāi)中50
遇到匹配不發(fā)愁
看向負(fù)載往后退
沿著圓圖轉(zhuǎn)圈圈
串聯(lián)電抗并導(dǎo)納
電容往下電感上
我們看一下怎么理解這個(gè)順口溜
1，上感下容中電阻
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2，左短右開(kāi)中50
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3，電阻為圓，電抗為弧
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4 電容往下電感上
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記不住不要緊，我們一起完成各簡(jiǎn)單的例子，借助一個(gè)網(wǎng)頁(yè)版的史密斯圓圖工具：https://www.will-kelsey.com/smith_chart/
頻率為432.1MHz，負(fù)載阻抗ZL=75-j60，怎么匹配到50歐姆呢？
首先，歸一化負(fù)載阻抗z=ZL/Z0=1.5-j1.2, 然后標(biāo)注到圓圖上
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然后選擇L型匹配網(wǎng)絡(luò)，先并聯(lián)一個(gè)電感，沿著等電納圓網(wǎng)上走，走到和50歐姆等電阻圓的交點(diǎn)
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這樣，我們只要沿著50歐姆等電阻圓轉(zhuǎn)到史密斯圓圖中心就搞定了，下容，串聯(lián)一個(gè)電容試試。
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這個(gè)阻抗匹配就完成了。

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