مدار تطبیق امپدانس (Impedance Matching Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار تطبیق امپدانس (Impedance Matching Circuit) :
مدار تطبیق امپدانس (Impedance Matching Circuit) مداری است که بین یک منبع و یک بار قرار می گیرد تا حداکثر توان از منبع به بار منتقل شود و بازتاب سیگنال (Reflection) در خطوط انتقال به حداقل برسد. بر اساس تئوری ماکزیمم توان، زمانی بیشترین توان به بار منتقل می شود که امپدانس بار با مزدوج امپدانس منبع برابر باشد (
\[ Z_L = Z_S^* \]). در فرکانس های بالا و خطوط انتقال، تطبیق امپدانس برای جلوگیری از امواج ایستاده (Standing Waves) و تداخل بسیار حیاتی است.
روش های تطبیق امپدانس:
⭐ شبکه L (L-Network): ساده ترین روش با استفاده از دو عنصر راکتیو (خازن و سلف) به شکل L. با انتخاب مقادیر مناسب، می توان هر امپدانس دلخواهی را به یک امپدانس دیگر تطبیق داد. دو نوع اصلی وجود دارد: سری L و موازی C یا برعکس.
⭐ ترانسفورماتور (Transformer): یک ترانسفورماتور با نسبت دور مناسب می تواند برای تطبیق امپدانس های مقاومتی استفاده شود (
\[ Z_{in} = (\frac{N_1}{N_2})^2 Z_L \]).
⭐ خط انتقال λ/4 (Quarter-Wave Transformer): یک قطعه خط انتقال با طول
\[ \lambda/4 \]و امپدانس مشخص
\[ Z_0 \]می تواند یک بار مقاومتی
\[ R_L \]را به یک منبع مقاومتی
\[ R_S \]تطبیق دهد:
\[ Z_0 = \sqrt{R_S R_L} \].
⭐ استاب های تطبیق (Stub Matching): با اضافه کردن یک قطعه خط انتقال اتصال کوتاه یا باز (Stub) با طول مناسب در نقطه ای از خط اصلی، می توان امپدانس را تطبیق داد. این روش در فرکانس های بالا رایج است.
اهمیت: عدم تطبیق امپدانس باعث کاهش توان انتقالی، ایجاد بازتاب هایی که می توانند به منبع آسیب بزنند و ایجاد اعوجاج در سیگنال می شود.
کاربردها:
⭐ تطبیق آنتن به فرستنده/گیرنده.
⭐ تطبیق خروجی تقویت کننده قدرت RF به آنتن.
⭐ تطبیق بین طبقات در مدارهای RF.
⭐ در خطوط انتقال برای جلوگیری از بازتاب.
