阻抗变换器设计

1、射频电路设计实训报告设计题目 阻抗变换器设计系 别 年级专业 设计组号 学生姓名/学号指导教师 摘要：射频设计的主要工作之一，就是使电路的某一部分与另一部分相匹配，在这两部分之间实现最大功率传输， 这就需要在射频电路中加入阻抗变换器从而达到阻抗匹配的目的。阻抗变换器就是起到将压电传感器的高阻抗变换为信号放大处理部分需要的低阻抗。本设计是关于阻抗匹配和阻抗转换器的一些阻抗匹配电路以及阻抗匹配的方法，用以实现匹配以及 50a到75 以及75a到50 Q的阻抗转换器。从而得到所需要的输出阻抗以达到变换的目的。 本次实验以2个无源阻抗匹配器为例，分别采用简单的电容电感的方式设计所需要的阻抗转 换器，制

2、作出实物并进行测试。Abstract: One of the main RF design is a part of the circuit and the other part of the match between the two parts to achieve maximum power transfer, which requires adding the RF circuit impedance converter to achieve impedance matching purposes. Impedance transformer is played to a high i

3、mpedance piezoelectric sensor signal amplification process is transformed into some of the needs of low impedance. This design is about impedancematchingand impedance converter circuit and impedance matchingimpedance matching some of the methods used to achieve matching and 50Q to 75 Q and75 Q to 50

4、 a impedance converter. In order to get the required output impedance of achieving the purpose of transformation. The experiment with two passive impedance matching device, for example, capacitance and inductance, respectively, a simple way to design the required impedance converter to produce a phy

5、sical and tested. 关键词：射频设计阻抗变换器阻抗匹配无源一、基本阻抗匹配理论当负载阻抗与传输线特性阻抗不相等或连接两段特性阻抗不同的传输线时，由于阻抗不匹配会产生反射现象，从而导致传输系统的功率容量和传输效率下降， 负载不能获得最大功 率。为了消除这种不良反射现象，可在其间接入阻抗变换器，以获得良好的匹配。由图21 (a)可知，当Rl=Rs时可得最大输出功率，称此状况为匹配状态。图(a)输入输出功率关系图图(b)广义阻抗匹配2Vs此时：Eut=i2RL=Vs2RL (Rs Rl)2Rl =k Rs22CVs2Vs2Pn =RsRlRs(1k)P) u t 二P in推而广之，

6、如图2-1 (b)所不，当输入阻抗 Zs与负载阻抗Zl互为共轲，即Zs=Zl时，形成广义阻抗匹配。因此，阻抗匹配电路亦可称为阻抗变换器。根据使用元件及工作频率高低，阻抗变换器的设计方法大致可分为无源元件型和传输 线型两种。这里仅就无源元件型的设计进行说明。无源元件型电路是利用电感及电容来设计的。根据工作频宽的大小，基本上可分为L型、T型和兀型三种。二、设计实例：（一）设计一个工作中心频率为 10 MHz带宽400KHz的50 到75 a的T型阻抗变换器（R=50Xs2 = Rl Q2 = 853083Q , R l=75 Q )。1 .步骤：步骤一：确定各参数 f0= 10MHz负载步骤二：计

7、算假想电阻 R。Rmin= Min (R, R) = 50a步骤三：RRl,，按照图1-3所示，计算出 Xsi、Xpi、Xp2和Xs2。XpiRsQ=3Xsi = Q R =3Q2 =20.388 ,XS2 = R Q2 =2.447XP2 = RL =2.452Q2图24 (a)图1-3匹配电路步骤四：选用图1-4所示电路。其中电感和电容值如下:2 .仿真及结果。采用 multisim11.0X = 0.767uHiH 2 二 f。S；= 2.飒Hf 0Ls1i- Cp1Cp1二097178F pF2二 f X P1nH CP2 二 12二 f0-Xp2=d.明用4 pFLs2Cp2Cs1L

8、p1Cs2Lp2晌-4图2-4(c)进行仿真，使用到函数信号发生器和波特仪，电源（信号发生器）接75欧电阻作为内阻，负载 50欧电阻，中间为 兀型阻抗匹配网络，仿真截图如下:XBP1工工JN_ AT750：L1 ： - 2.8pH:G2*工珥F；L3UHC3j就 Decfgnl *如图，在165.875KHz处，增益约为-8.942dB , 2边增益随着减小，符合 166.67KHz中心频 率的设计标准。. PCB截图:.测试及结果。原件列表：电容：0.318uF 一个 0.39uF 一个电感：2.865uH 一个 2.337uH 一个三、设计体会：本次设计经过了实验原理分析、反复的设计、计算元器件选购、PCB布局、焊接、仿真及验证，并最终取得了满意的结果， 满足了设计要求并实现了电路功能， 从这一点上说此设计是 成功的。然而本设计中也有不足之处，硬件设计不够完善，这是我要在日后继续完善之处。总之本次设计是一次理论与实践相结合的综合性设计，在我们团队共同努力下，让我收获很多，它不仅让我巩固了所学的专业知识，更重要的是提高了我的应用知识分析问