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在了解阻抗匹配及Smith圆图时，先来了解几个相关参数。 1、反射系数 信号沿传输线向前传播时，每时每刻都会感受到一个瞬态阻抗，这个阻抗可能是传输线本身的，也可能是中途或末端其他元件的。对于信号来说，它不会区分到底是什么，信号所感受到的只有阻抗。如果信号感受到的阻抗是恒定的，那么他就会正常向前传播，只要感受到的阻抗发生变化，不论是什么引起的（可能是中途遇到的电阻，电容，电感，过孔，PCB转角，接插件），信号都会发生反射。
归一化负载阻抗：
所以：
当中的Γ代表其线路的反射系数(reflection coefficient)Z是归一负载值，即ZL/ Z0。当中，ZL是线路本身的负载值，Z0是传输线的特征阻抗（本征阻抗）值，通常会使用50Ω。
2、驻波比
3、S11
S11实际上就是反射系数Г，只不过它特指一个网络1号端口的反射系数。反射系数描述的是入射电压和反射电压之间的比值，而回波损耗是从功率的角度来看待问题。RL=-S11。
以上这些参数的共同点：他们都是描述阻抗匹配好坏程度的参数。
4、阻抗 在具有电阻、电感和电容的电路里，对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示，是一个复数，实部称为电阻，虚部称为电抗，其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗 ,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗，电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。 阻抗的单位是欧姆。
电阻：R 容抗： 感抗： 阻抗：
因为电容和电感的存在，它会是一个复数。
（1）如果(ωL–1/ωC) > 0，称为“感性负载”； （2）反之，如果(ωL–1/ωC)<0，称为“容性负载”； 如果电路中只有电阻，它只会影响信号的幅度;
如果电路中不仅存在电阻，还存在电感及电容时，不仅会影响信号幅度，同时相位、频率特性也会发生变化，所以计算过程中即需要考虑实部，也需要考虑虚部。
5、怎样记住Smith圆图 我们可以在一个复平面里面，以实部为x轴、以虚部为y轴，表示任意一个复数。我们的阻抗，不管多少电阻、电容、电感串联、并联，之后，都可以表示在一个复平面里面。 在 RLC 串联电路中，交流电源电压 U = 220 V，频率 f = 50 Hz，R = 30 Ω，L =445 mH，C =32 mF。
综上可得： X（L）=2ΠfL≈140Ω X（C）=1/2ΠfC≈100Ω 则：
在复平面中表示：
在上图中，我们看到通过几个矢量的叠加，最终阻抗在复平面中，落在了蓝色的圆点位置。所以，任意一个阻抗的计算结果，我们都可以放在这个复平面的对应位置。 各种阻抗的情况，组成了这个无穷大的平面。
下面就开始方便我们去记住Smith圆图，我们将进行"变身“：
将复平面图，进行扭曲变成圆，变身过程如下：
红色的线上的阻抗，有个特点：虚部为0；（电感、电容为0） 紫色的线上的阻抗，有个特点：虚部为-1； 蓝色的线上的阻抗，有个特点：虚部为1；
7、Smith圆图操作 Z=0.82-j0.64 特性阻抗50Ω： Z=41-j32 Ω
红色是阻抗图，绿色是导纳图； 上半圆表示感性负载，下半圆表示容性负载，中间红线表示纯电阻； 串联器件看阻抗图： （1）串联电感顺时针移（增加感性） （2）串联电容逆时针移（增加容性） 并联器件看导纳图: （1）并联电感逆时针移（增加感性） （2）并联电容顺时针移（增加容性） 总之，都是往增加该器件属性的方向移动； 比如上图P1点需要往中心点靠，可以先阻抗图顺时针转，再导纳图顺时针转，即通过串电感，再并电容。如下图，串联16.2nH电感到P2点，再并联3.0pF电容到P3点。 平时做阻抗匹配时不可能完全做到匹配后反射系数为0，通常希望反射系数绝对值小于1/3(这时对应RL≈-10dB，VSWR≈2，反射率≈11%)，即下图蓝色区域。
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发表于 2019-10-25 14:28:56
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