傳輸線的阻抗需求有很多種,如50Ω、75Ω、90Ω、100Ω、120Ω等。歸一化阻抗實際上是建立了一套“通殺”阻抗的方法,即雖然各種情況下面對的系統(tǒng)阻抗可能不同,但當(dāng)實際阻抗與系統(tǒng)阻抗兩者越加趨同時,那么其除法計算之后的值將越靠近1。
參考《解答01:Smith圓為什么能“上感下容 左串右并”?》、
我們可知——
在復(fù)平面阻抗直角坐標(biāo)圖中,有如下幾個特殊的線:
黑色的線上的阻抗,有個特點(diǎn):實部為0;(電阻為0)
紅色的線上的阻抗,有個特點(diǎn):虛部為0;(電感、電容為0)
藍(lán)色的線上的阻抗,有個特點(diǎn):實部為1;(電阻為50歐姆)
黃色的線上的阻抗,有個特點(diǎn):虛部為-1;
橙色的線上的阻抗,有個特點(diǎn):虛部為1
當(dāng)實部為0,
X越呈感性時,越往黑色線的正上方走,
X越呈容性時,越往黑色線的負(fù)下方走,
體現(xiàn)在實際的電路中,
當(dāng)你串聯(lián)電感時,X往感性的方向變化,
當(dāng)你串聯(lián)電容時,X往容性的方向變化。
在傳輸線阻抗匹配中,通過添加元器件讓復(fù)阻抗點(diǎn)移到想要的位置,即系統(tǒng)阻抗的位置。因此將直角坐標(biāo)的復(fù)阻抗圖“掰彎”成為Smith圖后,同樣可以呈現(xiàn)出:串聯(lián)電感電容將會讓點(diǎn)沿著恒阻圓移動。具體的表現(xiàn)形式為:
串聯(lián)電感將沿著所在的恒阻圓以順時針方向移動,
串聯(lián)電容將會沿著恒阻圓以逆時針方向移動。
在Smith圖中,串聯(lián)電感電容會讓阻抗點(diǎn)沿著恒阻圓移動,那么如果是并聯(lián)呢?這就要了解到導(dǎo)納——
導(dǎo)納其實是阻抗的倒數(shù),把Smith圓圖180度翻轉(zhuǎn)即可得到導(dǎo)納圖。
在導(dǎo)納圖中,
并聯(lián)電感,沿導(dǎo)納圖的逆時針方向移動;
并聯(lián)電容,沿導(dǎo)納圖的順時針方向移動。
將電抗圖與導(dǎo)納圖結(jié)合后形成的復(fù)合型Smith圓圖如同一個棋盤,在象棋規(guī)則中,“車”走直線,“馬”走日對角,“象”走田對角。而在Smith圓圖中,電感、電容、電阻也有對應(yīng)不同的走法。
我們常說的口訣:上感下容,左串右并,具體的其實體現(xiàn)為:
串聯(lián)電感,沿電抗圖的順時針方向移動;
并聯(lián)電容,沿電納圖的逆時針方向移動
并聯(lián)電感,沿導(dǎo)納圖的逆時針方向移動;
并聯(lián)電容,沿導(dǎo)納圖的順時針方向移動
通過這個特性,我們調(diào)試的過程中,其實是通過每個純元件的組合,將復(fù)阻抗點(diǎn)移動到系統(tǒng)阻抗位置。