Impedanzanpassungsnetzwerk und Leistungsübertragung zur Last

Ich denke, es gibt eine zweite Interpretation der Impedanzanpassung, dass die Ersatzimpedanz vom Ausgang der Box zum HF-Generator zum komplexen Konjugierten von ZL wird. Diese Impedanz ist die Impedanz, die das ZL sieht, wenn es zurück zum HF-Generator blickt. Ich frage mich, ob es richtig ist oder nicht.

Sie haben recht, obwohl es sich nicht um eine "2. Interpretation" handelt, sondern um eine gleichzeitige Bedingung, die das passende Netzwerk erfüllt. Ein geeignetes 2-Port-Impedanzanpassungsnetzwerk passt beide Ports an : denjenigen, der zum Generator zeigt, und denjenigen, der zur Last zeigt.

Außerdem führt die Bedingung für die Anpassung immer dazu, dass sie zum komplexen Konjugat der Impedanz wird, die Sie untersuchen. Im Fall des Generators fällt die Anforderung an die konjugierte Komplexe ab, da seine Quellenimpedanz rein resistiv ist (kein Imaginärteil, daher gilt keine komplexe Konjugation).

Sobald die Energie das ZL überträgt, breitet sich die Energie von dem einen Ende des Kabels zu ZP aus. Es ist jedoch allgemein, dass ZP nicht gleich Z0 ist, sodass etwas Leistung von ZP reflektiert wird und sich zurück ausbreitet.

Falsch (obwohl wahr)!

Diese Reflexionen sind tatsächlich vorhanden (und sie sind unendlich zahlreich), aber sie sind nur für eine Analyse im Zeitbereich (transient) relevant. Wenn genug Zeit vergangen ist und der stationäre Zustand erreicht ist, summieren sich all diese Mehrfachreflexionen und können auf nur eine Wanderwelle vereinfacht werden. Wenn sich die Reflexionen zufällig mit bestimmten Phasendifferenzen summieren, so dass sie sich gegenseitig aufheben, ist das Nettoergebnis im stationären Zustand Null. Deshalb sagen wir, dass es keine Reflexion gibt, was ein Sprachmissbrauch ist, denn tatsächlich passiert, dass es keine effektive Reflexion gibt (es wird keine effektive Kraft reflektiert).

Vergessen Sie in diesem Fall also Zeitbereichsreflexionen und ertragen Sie das stationäre Frequenzbereichs-Framework. Mal sehen, was passiert, wenn wir von diesem Standpunkt aus analysieren.

Das wichtigste zuerst:$Z_0$ist nur der Wellenwiderstand des Kabels, aber das bedeutet nicht, dass der Plasmareaktor einen sieht$Z_0$Impedanz. Wenn die Impedanzanpassung ordnungsgemäß durchgeführt wurde, sollte der Reaktor in der Tat in a schauen$Z_{out}^{\prime} = Z_p^* \neq Z_0$Impedanz.

Beachten Sie, dass die charakteristische Impedanz keine tatsächliche Impedanz ist! Es ist nur ein Parameter einer Übertragungsleitung. Dies ist eine sehr häufige Falle. Denken Sie daran, um nicht wieder hineinzufallen.

Dann, was ist die tatsächliche Impedanz$Z_{out}^{\prime}$vom Plasmareaktor gesehen? Naja, es kommt auf die Kabellänge an$l$, die Ausgangsimpedanz$Z_{out}$des LCC-Anpassnetzwerks und der Kabelparameter$Z_0$Und$\beta$. Die Beziehung ist wie folgt:

Wie Sie im Allgemeinen selbst sehen können$Z_{out}^{\prime} \neq Z_0$. Der einzige Fall, wenn$Z_{out}^{\prime} = Z_0$ist, wenn$Z_{out} = Z_0$, was bei Ihnen nicht der Fall sein wird, da Ihr Plasmareaktor nicht zusammenpasst.

Erwähnenswert ist, dass es einen speziellen Fall gibt, der den Umgang mit diesem Kabel vereinfacht. Wenn die Länge des Kabels gleich ist$n \frac{\lambda}{2}$(n ist eine ganze Zahl 1, 2, 3 ...) dann$\tan{\beta l} = 0$Und:

Das heißt, in diesem Fall können Sie das Kabel ignorieren , da es keinen Einfluss auf die vom Plasmareaktor gesehene Impedanz hat ... es ist, als wäre der Reaktor direkt mit dem LCC-Anpassungsnetzwerk verbunden.

Vielleicht möchten Sie einen Blick auf die theoretischen Grundlagen von Übertragungsleitungen werfen, um besser zu verstehen, was in Ihrem Kabel vor sich geht. In diesem Fall würde ich Ihnen empfehlen, dies zu lesen und sich auf die Abschnitte 11.6 bis 11.9 und 11.14 zu konzentrieren.

Da Z0 im Allgemeinen auch nicht gleich der Impedanz ist, die ZL in Richtung des Generators sieht, wird ein Teil der Leistung auch an der Schnittstelle zwischen dem Kabel und dem Ausgang der Anpassungsbox reflektiert und die restliche Leistung wird zurück zur Anpassungsbox übertragen.

Auch falsch (obwohl wahr) ! Hier gilt das gleiche Prinzip wie oben.

Also ... gibt es eine Leistungsreflexion zum Generator, selbst wenn die Impedanzanpassung durchgeführt wird?

Nein, es sollte keine stationären Reflexionen geben , wenn die Impedanzanpassung richtig durchgeführt wird. Das gelingt nur, wenn man die Wirkung der passenden Box UND der Kabel berücksichtigt.

Sie sollten sich die 2 Kabel so vorstellen, als ob sie nur die Referenzebenen der passenden Box-Ports verschieben würden. Mit anderen Worten, Sie sollten die Effekte der Kabel in eine "äquivalente passende Box" einbetten.

Sie müssen die Leitung zwischen dem Plasma und dem Anpassungsnetzwerk selbst als Anpassungsnetzwerk betrachten, wenn ZO nicht gleich ZP ist, ihre Länge kann einen erheblichen Einfluss auf die am getriebenen Ende gesehene Impedanz haben, und diese müssen Sie anpassen hinein.

Für eine 1/4-Wellenleitung lautet die Transformation beispielsweise Zl = Zt^2/Zp, wobei Zt die Impedanz der Übertragungsleitung ist. Die Mathematik für andere Zeilenlängen ist leicht zu finden, aber ich kopiere sie nicht heraus.

Dies kann in Plasmasystemen tatsächlich sehr nützlich sein, da Sie beispielsweise dafür sorgen können, dass der offene Stromkreis beim Start in einen Kurzschluss am Generator umgewandelt wird, um viele Volt für die Zündung bereitzustellen.

Vielleicht lohnt es sich auch, nachzulesen, wie man eine „Smith-Karte“ fährt.