Le principe de base de l'adaptation d'impédance
1. circuit de résistance pure
En physique au secondaire, l'électricité a posé un tel problème : une résistance de R appareils électriques, connectée à un potentiel électrique de E, résistance interne de r batterie, dans quelles conditions la puissance de sortie de l'alimentation est la plus grande ?Lorsque la résistance externe est égale à la résistance interne, la puissance de sortie de l'alimentation vers le circuit externe est la plus grande, ce qui est une adaptation de puissance de circuit purement résistive.S'il est remplacé par un circuit CA, celui-ci doit également remplir les conditions du circuit R = r pour correspondre.
2. circuit de réactance
Le circuit d'impédance est plus complexe que le circuit à résistance pure. En plus de la résistance, le circuit contient des condensateurs et des inductances.Composants et fonctionnent dans des circuits alternatifs basse ou haute fréquence.Dans les circuits alternatifs, la résistance, la capacité et l'inductance de l'obstruction du courant alternatif sont appelées impédance, indiquée par la lettre Z. Parmi celles-ci, l'effet gênant de la capacité et de l'inductance sur le courant alternatif est appelé réactance capacitive et réactance inductive et respectivement.La valeur de la réactance capacitive et de la réactance inductive est liée à la fréquence du courant alternatif utilisé en plus de la taille de la capacité et de l'inductance elle-même.Il convient de noter que, dans un circuit de réactance, la valeur de la résistance R, de la réactance inductive et de la réactance capacitive double ne peut pas être additionnée par une simple arithmétique, mais par la méthode de triangulation d'impédance couramment utilisée pour calculer.Ainsi, le circuit d'impédance pour réaliser l'adaptation que les circuits purement résistifs doit être plus complexe, en plus des circuits d'entrée et de sortie dans les exigences des composants résistifs sont égaux, mais nécessite également le composant de réactance de taille égale et de signe opposé (adaptation conjuguée );ou les composants résistifs et les composants de réactance sont égaux (adaptation non réfléchissante).Il s'agit ici de la réactance X, c'est-à-dire de la différence de réactance inductive XL et de réactance capacitive XC (uniquement pour les circuits en série, si le circuit parallèle est plus compliqué à calculer).Le fait de remplir les conditions ci-dessus est appelé adaptation d'impédance, c'est-à-dire la charge qui peut obtenir la puissance maximale.
La clé de l’adaptation d’impédance est que l’impédance de sortie de la scène avant est égale à l’impédance d’entrée de la scène arrière.L'impédance d'entrée et l'impédance de sortie sont largement utilisées dans les circuits électroniques à tous les niveaux, dans toutes sortes d'instruments de mesure et dans toutes sortes de composants électroniques.Alors, que sont l’impédance d’entrée et l’impédance de sortie ?L'impédance d'entrée est l'impédance du circuit à la source du signal.Comme le montre l'amplificateur de la figure 3, son impédance d'entrée consiste à retirer la source de signal E et la résistance interne r, des extrémités AB dans l'impédance équivalente.Sa valeur est Z = UI / I1, c'est-à-dire le rapport entre la tension d'entrée et le courant d'entrée.Pour la source du signal, l'amplificateur devient sa charge.Numériquement, la valeur de charge équivalente de l'amplificateur est la valeur de l'impédance d'entrée.La taille de l'impédance d'entrée n'est pas la même pour les différents circuits.
Par exemple, plus l'impédance d'entrée (appelée sensibilité à la tension) du bloc de tension d'un multimètre est élevée, plus le shunt sur le circuit testé est petit et plus l'erreur de mesure est faible.Plus l'impédance d'entrée du bloc de courant est faible, plus la division de tension du circuit testé est faible, et donc plus l'erreur de mesure est faible.Pour les amplificateurs de puissance, lorsque l'impédance de sortie de la source de signal est égale à l'impédance d'entrée du circuit amplificateur, cela s'appelle adaptation d'impédance, et le circuit amplificateur peut alors obtenir la puissance maximale à la sortie.L'impédance de sortie est l'impédance du circuit par rapport à la charge.Comme sur la figure 4, l'alimentation du côté entrée du circuit est court-circuitée, le côté sortie de la charge est supprimé, l'impédance équivalente du côté sortie du CD est appelée impédance de sortie.Si l'impédance de charge n'est pas égale à l'impédance de sortie, appelée inadéquation d'impédance, la charge ne peut pas obtenir la puissance de sortie maximale.Le rapport entre la tension de sortie U2 et le courant de sortie I2 est appelé impédance de sortie.La taille de l'impédance de sortie dépend des différents circuits qui ont des exigences différentes.
Par exemple, une source de tension nécessite une faible impédance de sortie, tandis qu'une source de courant nécessite une impédance de sortie élevée.Pour un circuit amplificateur, la valeur de l'impédance de sortie indique sa capacité à supporter une charge.Habituellement, une faible impédance de sortie se traduit par une capacité de charge élevée.Si l'impédance de sortie ne peut pas être adaptée à la charge, un transformateur ou un circuit réseau peut être ajouté pour obtenir l'adaptation.Par exemple, un amplificateur à transistor est généralement connecté à un transformateur de sortie entre l'amplificateur et le haut-parleur, et l'impédance de sortie de l'amplificateur correspond à l'impédance primaire du transformateur, et l'impédance secondaire du transformateur correspond à l'impédance de le haut-parleur.L'impédance secondaire du transformateur est adaptée à l'impédance du haut-parleur.Le transformateur transforme le rapport d'impédance en fonction du rapport de spires des enroulements primaire et secondaire.Dans les circuits électroniques réels, on rencontre souvent la source de signal et le circuit amplificateur ou le circuit amplificateur et l'impédance de charge n'est pas égale à la situation, ils ne peuvent donc pas être directement connectés.La solution consiste à ajouter un circuit ou un réseau correspondant entre eux.Enfin, il convient de noter que l'adaptation d'impédance n'est applicable qu'aux circuits électroniques.La puissance des signaux transmis dans les circuits électroniques étant intrinsèquement faible, une adaptation est nécessaire pour augmenter la puissance de sortie.Dans les circuits électriques, l'adaptation n'est généralement pas prise en compte, car elle peut entraîner un courant de sortie excessif et endommager l'appareil.
Application de l'adaptation d'impédance
Pour les signaux généraux à haute fréquence, tels que les signaux d'horloge, les signaux de bus et même jusqu'à plusieurs centaines de mégaoctets de signaux DDR, etc., l'impédance inductive et capacitive de l'émetteur-récepteur général du dispositif est relativement faible, la résistance relative (c'est-à-dire la partie réelle de l'impédance) qui peut être ignorée, et à ce stade, l'adaptation d'impédance ne doit prendre en compte que la partie réelle du peut être.
Dans le domaine des radiofréquences, de nombreux appareils tels que les antennes, les amplificateurs, etc., son impédance d'entrée et de sortie n'est pas réelle (pas de résistance pure), et sa partie imaginaire (capacitive ou inductive) est si grande qu'elle ne peut être ignorée. , alors nous devons utiliser la méthode de correspondance conjuguée.
Heure de publication : 17 août 2023