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阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态,它反映了输人电路与输出
电路之间的功率传输关系。当电路实现阻抗匹配时,将获得最大的功率传输。
反之,当电路阻抗失配时,不但得不到最大的功率传输,还可能对电路产生损
害。阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测
电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间,等等。例如,扩音机的输出电
路与扬声器之间必须做到阻抗匹配,不匹配时,扩音机的输出功率将不能全部
送至扬声器。如果扬声器的阻抗远小于扩音机的输出阻抗,扩音机就处于过载
状态,其末级功率放大管很容易损坏。反之,如果扬声器的阻抗高于扩音机的
输出阻抗过多,会引起输出电压升高,同样不利于扩,音机的工作,声音还会
产生失真。因此扩音机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好。又例如,
无线电发信机的输出阻抗与馈线的阻抗、馈线与天线的阻抗也应到达一致。如
果阻抗值不一致,发信机输出的高频能量将不能全部由天线发射出去。这局部
没有发射出去的能量会反射回来,产生驻波,严重时会引起馈线的绝缘层及发
信机末级功放管的损坏。为了使信号和能量有效地传输,必须使电路工作在阻
抗匹配状态,即信号源或功率源的阻等于电路的输人阻抗,电路的输出阻抗等
于负载的阻抗。在一般的输人、输出电路中常含有电阻、电容和电感元件,由
它们所组成的电路称为电抗电路,其中只含有电阻的电路称为纯电阻电路。下
面对纯电阻电路和电抗电路的阻抗匹配问题分别进展简要的分析。
1.纯电阻电路
在中学物理电学中曾讲述这样一个问题:把一个电阻为 R 的用电器,接在
一个电动势为 E、阻为 r 的电池组上〔见图 1〕,在什么条件下电源输出的功率
最大呢?当外电阻等于电阻时,电源对外电路输出的功率最大,这就是纯电阻
电路的功率匹配。假设换成交流电路,同样也必须满足 R=r 这个条件电路才能
匹配。
2.电抗电路
电抗电路要比纯电阻电路复杂,电路中除了电阻外还有电容和电感。元件,
并工作于低频或高频交流电路。在交流电路中,电阻、电容和电感对交流电的
阻碍作用叫阻抗,用字母 Z 表示。其中,电容和电感对交流电的阻碍作用,分
别称为容抗及和感抗而。容抗和感抗的值除了与电容和电感本身大小有关之外,
还与所工作的交流电的频率有关。值得注意的是,在电抗电路中,电阻 R,感
抗而与容抗双的值不能用简单的算术相加,而常用阻抗三角形法来计算〔见图
2〕。因而电抗电路要做到匹配比纯电阻电路要复杂一些,除了输人和输出电
路中的电阻成分要求相等外,还要求电抗成分大小相等符号相反〔共轭匹配〕;
或者电阻成分和电抗成分均分别相等〔无反射匹配〕。这里指的电抗 X 即感抗
XL 和容抗 XC 之差〔仅指串联电路来讲,假设并联电路
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