50欧姆电源内阻耗能问题

secondlife110

50欧姆电源内阻耗能问题 [复制链接]

以前在这个论坛里发了好几个贴请教关于50欧姆电源的问题，现在重新提出，就想问一个问题，这电源内阻的50欧姆，我知道是为了阻抗匹配，可是这样的话，电源内阻也有很大的能耗，那么是否可理解为：这样让内阻耗能，是射频功率成功传输的代价。

[ 本帖最后由 secondlife110 于 2012-11-19 23:22 编辑 ]

secondlife110

回复九楼“chunyang”

[ 本帖最后由 secondlife110 于 2012-11-22 10:54 编辑 ]

xiangxudong

以前看过数学物理方法，传输线的阻抗是它的外形和尺寸决定的吧！信号源内采取适当的内阻是为了能够输出最大功率，有个理论是负载阻抗和内阻相等时，负载能获得最大功率！

chunyang

首先，任何现实中的信号源都存在内阻，在应用中，对于功率信号源需要最大功率耦合，这时要求内阻＝负载阻抗，为了统一市场上的产品，50欧姆是射频系统的标准阻抗，所以功率源的内阻也应该是50欧姆。
内阻的功耗对现实系统而言不可避免，最大功率耦合就是为了尽量降低内阻的消耗，而不是楼主理解的那样。

tiankai001

楼上两位讲解很详细，学习一下

小崇伟

学习了！

secondlife110

50欧姆电源，就算达到最大功率耦合，功率无反射，内阻也应该耗很多能吧，毕竟内阻达到了50欧姆。而开关电源内阻很小，甚至接近于0，耗能是很小的。这么理解，对不对。。。

chunyang

内阻当然要耗能，而内阻为零是不现实的，无法实现，功率信号源和电源不同，电源不讲究最大功率耦合，其输出的范围通常远远小于最大功率，甚至不准许长时间最大功率输出，功率信号源则不同，在最大功率耦合的前提下，内阻必须等于负载阻抗，你计算一下会更清楚，没有记错的话，这个是高中物理习题。

secondlife110

功率信号源考虑最大功率耦合，在最大功率耦合时，内阻消耗的功率同信号源的输出功率是相同的，真不敢想象，耗能太大了，50%的能量转化率啊。。。

[ 本帖最后由 secondlife110 于 2012-11-25 16:47 编辑 ]

chunyang

现实中的信号源肯定有内阻，其等效模型是理想信号源串一个电阻即内阻，设信号源输出电压为U，内阻为r，负载阻抗为R，根据欧姆定律，负载的功率P＝I^2×R＝U^2/（r＋R）^2×R，式中U和r都是常量，想要P最大则要求R/（r＋R）^2最大，用初一的数学知识将该式进行展开R/（r＋R）^2＝R/（r^2＋2rR＋R^2）=R/（r^2－2rR＋R^2＋4rR）=R/[（r－R）^2＋4rR]＝1/[（r－R）^2/R＋4r]，注意其中r是常量，想要该式最大则（r－R）^2/R得最小，显然当R＝r时，该值为0，自然是最小，这就从数学上证明了负载与内阻相同时，负载得到的功率才最大。这个是初三物理习题，前面错为高中，每个上过初中的人都应该知道。
楼主的困惑在于没有真正理解最大功率耦合即什么条件下负载可以得到最大功率，感觉未必可靠，勤快点用笔轻松可以证明，所用知识不过是初一的数学和初三的物理。

[ 本帖最后由 chunyang 于 2012-11-21 01:07 编辑 ]

chunyang

其实，对于一个从事常规应用电子技术的工程师而言，掌握小学数学和背会欧姆定律就够了，因为初中代数（不考虑初中几何）的基础知识对一个有起码逻辑能力的成年人而言应该可以自行用小学的数学知识推导出來，比如前面计算公式的展开和变化，难度绝对低于小学高年级的数学应用题和脑筋急转弯题，背会欧姆定律也应该不成问题，唯一的问题仅仅在于愿不愿意用点笨办法动脑和动手，养成习惯了就是合格的电子工程师了。应用电子技术的门槛其实就这么低。