Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ thị smith
Đồ thị Smith Nhóm Giáo viên hướng dẫn: Lê Minh Thùy Mục lục Giới thiệu Tổng quan đồ thị Smith .3 Cấu tạo đồ thị Smith .5 3.1 Đồ thị Smith trở kháng 3.2 Đồ thị Smith dẫn nạp Ứng dụng đồ thị Smith 4.1 Chuyển đổi trở kháng dẫn nạp 4.2 Tính hệ số sóng đứng .9 4.3 Phối hợp trở kháng .10 4.3.1 Phối hợp trở kháng dùng mạch dạng 12 4.3.2 Phối hợp trở kháng dùng mạch dạng 13 Tổng kết 15 Danh mục hình vẽ .16 Tài liệu tham khảo .17 Giới thiệu - - Đồ thị Smith phát minh Philip H Smith vào năm 1930 công cụ hỗ trợ giảng dạy làm việc cho kỹ sư điện điện tử đặc biệt kỹ sư siêu cao tần việc giải toán liên quan đến transmission lines mạch phối hợp trở kháng Đồ thị Smith sử dụng rộng rãi sử dụng ngày Đồ thị Smith sử dụng để thể cách đồng thời nhiều tham số bao gồm trở kháng, dẫn nạp, hệ số phản xạ, Snn scattering parameters (S-parameters), … Tổng quan đồ thị Smith Mô hình mạch sử dụng transmission lines sau: Hình 1: Mơ hình mạch sử dụng tramission lines Trong đó: - Vs điện áp nguồn tạo tín hiệu Zs trở kháng nguồn Z0 trở kháng đặc tính đường dây truyền sóng ZL trở kháng tải - Trong mạch xuất sóng: Sóng tới từ nguồn phát qua đường truyền đến tải Sóng phản xạ phần sóng tới truyền theo chiều ngược lại, hướng nguồn Sóng phản xạ lúc sóng tới nguồn, phần lại bị dội ngược lại tạo nên sóng đứng Các thơng số tính tốn với transmission lines: - Hệ số phản xạ: tỷ số sóng phản xạ sóng tới - Vreflected Vincident ZL Z0 Z L Z0 Hệ số sóng đứng điện áp: tỉ lệ biên độ phần sóng đứng bụng sóng (Cực đại) với nút liền kề (Điểm cực tiểu) VSWR Vmax 1 | | Vmin 1 | | Nhờ vào máy phân tích mạng vector ta có hệ số phản xạ Ta tính tốn thơng số khác trở kháng thiết bị, hệ số sóng đứng dựa vào quan hệ trở kháng chuẩn hóa hệ số phản xạ Một toán khác đặt đường truyền sóng thiết kế mạch phối hợp trở kháng để truyền lượng qua đường truyền cách tối đa Đồ thị Smith cung cấp cho cách giải toán cách đơn giản nhanh chóng Cách giải đồ thị giúp cho người dùng hình dung tốn cách dễ dàng thay tư dựa số liệu Khái niệm đồ thị Smith: Đồ thị Smith đồ thị cực hệ số phản xạ thường giới hạn vòng tròn đơn vị, có vẽ đường ánh xạ trở kháng dẫn nạp Ngồi có trường hợp hệ số phản xạ có giá trị lớn 1, đồ thị sử dụng đồ thị Smith nén Các loại đồ thị Smith: - Đồ thị Smith Z: Mặt phẳng liên hệ hệ số phản xạ trở kháng tải - Đồ thị Smith Y: Mặt phẳng liên hệ hệ số phản xạ dẫn nạp tải - Đồ thị Smith Y-Z: Kết hợp hai đồ thị cho ta đồ thị Y-Z - Ngồi có đồ thị Smith nén dùng thể giá trị hệ số phản xạ > Cấu tạo đồ thị Smith Chuẩn hóa trở kháng dẫn nạp: Giả sử trở kháng đặc tính, dẫn nạp đặc tính đường truyền Z0 Y0 Trước sử dụng đồ thị Smith, trở kháng dẫn nạp phải chuẩn hóa Trở kháng, dẫn nạp chuẩn hóa cách chia cho trở kháng đặc tính, dẫn nạp đặc tính đường truyền zL ZL Z0 yL YL Y0 Khi đó: Vreflected Vincident Z L Z zL Z L Z0 zL 3.1 Đồ thị Smith trở kháng Đồ thị Smith trở kháng mặt phẳng biểu diễn đồng thời trở kháng chuẩn hóa z = r + jx hệ số phản xạ hệ tọa độ cực hệ số phản xạ Trở kháng chuẩn hóa z xác định dựa hai họ đường tròn họ đường tròn đẳng điện trở họ đường tròn đẳng điện kháng điện kháng Họ đường tròn đẳng điện trở: - Là vòng tròn tương ứng với giá trị điện trở - r , 0) Trên đồ thị Smith vòng tròn có tâm r nằm trục hoành ( đoạn [0,1] bán kính | r | - Các giá trị điện trở ghi dọc trục hoành đồ thị Smith (giá trị từ Γ = -1 đến vô Γ = 1) Hình 2: Họ đường đẳng điện trở đồ thị Smith Z Họ đường tròn đẳng điện kháng: - Các đường đẳng x họ vòng tròn tương ứng với giá trị x nhất, vẽ phần nằm vòng tròn đơn vị, giá trị x ghi dọc theo vòng tròn đơn vị - Các đường tròn có tâm (1, / x) bán kính / |x| Có hai nhóm đường tròn đẳng x: - Với x>0 (cảm kháng): đường đẳng x nằm phía trục hoành đồ thị Smith, giá trị x từ đến dương vô - Với x