Comprendere l'accordo di impedenza con la carta di Smith

Cos’è l’accordo di impedenza?

Nella progettazione RF, il massimo trasferimento di potenza da un trasmettitore a un’antenna si ottiene quando l’impedenza della sorgente coincide con quella del carico (tipicamente 50 ohm). In caso di disaccordo, la potenza viene riflessa verso il trasmettitore, causando un SWR elevato e potenziali danni allo stadio finale.

Puoi utilizzare il Calcolatore di reti di accordo per calcolare i componenti di adattamento.

Introduzione alla carta di Smith

Inventata da Phillip H. Smith nel 1939, la carta di Smith è uno strumento grafico che mostra i coefficienti di riflessione complessi e le impedenze su una griglia circolare.

• Asse orizzontale: Rappresenta la resistenza pura (R). Il centro della carta rappresenta l’impedenza normalizzata del sistema (solitamente 1.0, corrispondente a 50 ohm).
• Cerchi concentrici: Rappresentano i cerchi a resistenza costante.
• Archi intersecanti: Rappresentano le curve a reattanza (X) costante (reattanza induttiva nella metà superiore, reattanza capacitiva nella metà inferiore).

Visualizza questo graficamente utilizzando il nostro Strumento interattivo per la carta di Smith.

Come tracciare un punto

Prima di tracciare, devi normalizzare la tua impedenza dividendola per l’impedenza del sistema (Z0 = 50 Ω):

z = Z / Z0 = (R + jX) / 50

Ad esempio, se l’impedenza della tua antenna è Z = 25 + j50 Ω:

1. Normalizza: z = 0.5 + j1.0.
2. Trova il cerchio a resistenza costante di 0.5.
3. Trova l’arco a reattanza induttiva costante di +1.0 nella metà superiore.
4. L’intersezione di queste due curve è il tuo punto di impedenza tracciato.

Progettazione di reti a L

Per adattare un carico a 50 ohm, possiamo spostare il punto tracciato verso il centro della carta (1.0 + j0) aggiungendo induttori e condensatori in serie o in parallelo:

1. Aggiunta di un induttore in serie: Sposta il punto in senso orario lungo un cerchio a resistenza costante.
2. Aggiunta di un condensatore in serie: Sposta il punto in senso antiorario lungo un cerchio a resistenza costante.
3. Aggiunta di un induttore in parallelo: Sposta il punto in senso antiorario lungo un cerchio a conduttanza costante.
4. Aggiunta di un condensatore in parallelo: Sposta il punto in senso orario lungo un cerchio a conduttanza costante.

Combinando due elementi, puoi trasformare quasi qualsiasi impedenza di carico per riportarla al centro di accordo perfetto a 1.0.