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史密斯图

指数 史密斯图

史密斯圖(Smith chart)是一款用於電機與電子工程學的圖表,主要用於傳輸線的阻抗匹配上。一條傳輸線(transmission line)的阻抗(impedance)會隨其物理長度而改變,要設計一套阻抗匹配(Impedance matching)的電路,需要通過不少繁複的計算程序,史密斯圖的特點便是省去一些計算程序。 該圖表是由菲利普·史密斯(Phillip Smith)於1939年發明的,當時他在美國無線電公司(RCA)工作,曾說過,「在我能夠使用計算尺的時候,我對以圖表方式來表達數學上的關聯很有興趣」。但的水橋東作在1937年所發表的論文中就已提出這種圖表,比菲利普·史密斯早2年。因此在日本有主張此圖應改名為「水橋圖」或「水橋-史密斯圖」。 史密斯圖的基本在於以下的算式 當中的Γ代表其線路的反射係數(reflection coefficient),即S參數(S-parameter)裡的S11,z_L是歸一負載(normalized impedance)值,即Z_L/Z_0。當中, 圖表中的圓形線代表電阻抗力的實數值,即電阻值,中間的橫線與向上和向下散出的線則代表電阻抗力的虛數值,即由電容或電感在高頻下所產生的阻力,當中向上的是正數,向下的是負數。圖表最中間的點(1+j0)代表一個已匹配(matched)的電阻數值(Z_L),同時其反射係數的值會是零。圖表的邊緣代表其反射係數的長度是1,即100%反射。在圖邊的數字代表反射係數的角度(0-180度)和波長(由零至半個波長)。 有一些圖表是以導納值(admittance)來表示,把上述的阻抗值版本旋轉180度即可。 自從有了計算機後,此種圖表的使用率隨之而下,但仍常用來表示特定的資料。對於就讀電磁學、微波工程及射頻電子學的學生來說,在解決課本問題仍然很實用,因此史密斯圖至今仍是重要的教學用具。 在學術論文裡,量度儀器的結果也常會以史密斯圖來表示。.

14 关系: 传输线模型电子工程电磁学电阻电感菲利普·史密斯计算尺论文负载阻抗阻抗匹配電容RCA波长

传输线模型

在通信工程和电子工程中,传输线是一种专用电缆或者其他结构,用于传输无线电频率的交变电流,也就是说,电流的频率高到一定程度时必须考虑它们波的性质。传输线一般用于连接发送器与接收器的天线,传输有线电视信号,中继电信交换中心之间的路由呼叫,计算机网络连接以及高速计算机数据总线。 本文仅讨论双导体传输线,包含平行线(梯线)、同轴电缆、带状线和微带线。一些来源认为波导管、介质波导甚至光纤也是传输线,但这些线需要用其他方法来分析,所以不在此进行讨论;可参见电磁波导。.

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电子工程

电子工程學(electronic engineering),是利用电子活动和效应的科学知识来设计、开发以及测试设备、系统或装备的一门工程学科。电子工程表示一个广泛的工程领域,覆盖了很多子领域,包括仪器工程、通信、半导体电路设计等等。 电子工程的应用形式涵盖了电动设备以及运用了控制技术、测量技术、调整技术、计算机技术,直至信息技术的各种电动开关。.

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电磁学

电磁学(英語:electromagnetism)是研究电磁力(電荷粒子之间的一种物理性相互作用) 的物理学的一个分支。电磁力通常表现为电磁场,如電場、磁場和光。电磁力是自然界中四种基本相互作用之一。其它三种基本相互作用是强相互作用、弱相互作用、引力。 電學與磁學領域密切相關。電磁學可以廣義地包含電學和磁學,但狹義來說是探討電與磁彼此之間相互關係的一門學科。 英文单词electromagnetism是两个希腊语词汇ἢλεκτρον(ēlektron,“琥珀”)和μαγνήτης(magnetic源自"magnítis líthos"(μαγνήτης λίθος),意思是“镁石”,一种铁矿)的合成词。研究电磁现象的科学是用电磁力定义的,有时称作洛伦兹力,是既含有電也含有磁的现象。 电磁力在决定日常生活中大多数物体的内部性质中发挥着主要作用。常见物体的电磁力表现在物体中单个分子之间的分子间作用力的结果中。电子被电磁波力学束缚在原子核周围形成原子,而原子是分子的构成单位。相邻原子的电子之间的相互作用产生化學过程,是由电子间的电磁力与动量之间的相互作用决定的。 电磁场有很多种数学描述。在经典电磁学中,电场用欧姆定律中的電勢与电流描述,磁場与电磁感应和磁化强度相关,而馬克士威方程組描述了由电场和磁场自身以及电荷和电流引起的电场和磁场的产生和交替。 电磁学理论意义,特别是基于“媒介”中的传播的性质(磁导率和电容率)确立的光速,推动了1905年阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论的发展。 虽然电磁力被认为是四大基本作用力之一,在高能量中弱力和电磁力是统一的。在宇宙的历史中的夸克時期,电弱力分割成电磁力和弱力。.

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电阻

在電磁學裏,電阻是一個物體對於電流通過的阻礙能力,以方程式定義為 其中,R為電阻,V為物體兩端的電壓,I為通過物體的電流。 假設這物體具有均勻截面面積,則其電阻與電阻率、長度成正比,與截面面積成反比。 採用國際單位制,電阻的單位為歐姆(Ω,Ohm)。電阻的倒數為電導,單位為西門子(S)。 假設溫度不變,則很多種物質會遵守歐姆定律,即這些物質所組成的物體,其電阻為常數,不跟電流或電壓有關。稱這些物質為「歐姆物質」;不遵守歐姆定律的物質為「非歐姆物質」。 電路符號常常用R來表示,例: R1、R02、R100等。.

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电感

電感(Inductance)是閉合迴路的一種屬性,即當通過閉合迴路的電流改變時,會出現電動勢來抵抗電流的改變。如果這種現象出現在自身迴路中,那麼這種電感稱為自感(self-inductance),是閉合迴路自己本身的屬性。假設一個閉合迴路的電流改變,由於感應作用在另外一個閉合迴路中產生電動勢,這種電感稱為互感(mutual inductance)。電感以方程式表達為 其中,\mathcal是電動勢,L是電感,i是電流,t是時間。 術語「電感」是1886年由奥利弗·赫维赛德命名。通常自感是以字母「L」標記,這可能是為了紀念物理學家海因里希·楞次的貢獻。互感是以字母「M」標記,是其英文(Mutual Inductance)的第一個字母。採用國際單位制,電感的單位是亨利(henry),標記為「H」,是因美國科學家約瑟·亨利命名。1 H.

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菲利普·史密斯

菲利普·史密斯(Philip Hagar Smith,),美国电子工程師,出生於美國马萨诸塞州,曾發明著名的史密斯圓圖。 他於1928年從Tufts College畢業,畢業後曾於RCA公司及貝爾實驗室工作,至1970年退休。 S.

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计算尺

算尺(slide rule),或计算尺,即对数计算尺,是一种模擬計算機,通常由三个互相锁定的有刻度的长条和一个滑动窗口(称为游标)组成。在1970年代之前使用广泛,之后被电子计算器所取代,成为过时技术。.

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论文

论文是科学或者社会研究工作者在学术书籍或学术期刊上刊登的,用来进行科学研究和描述或呈现自己研究成果的文章。论文往往强调原创性的工作总结,但当然也可以是对前人工作总结的回顾及做出评价,后者也往往被称为综述性文章(Review)。 论文的出版正在经历着重大变化,出现了从传统的印刷版到网络上电子格式的兴起。 它既是探讨问题进行科学研究的一种手段,又是描述科研成果进行学术交流的一种工具。学年论文、毕业论文、学位论文、科技论文、成果论文等都总称为论文。.

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负载

负载是指连接在电路中的电源两端的電路元件。電路中不應沒有負載而直接把電源兩極相連,此連接稱為短路。常用的負載有電阻、引擎和燈泡等可消耗功率的元件。不消耗功率的元件,如電容,也可接上去,但此情況為斷路。 在应用电力系统中,发电厂的地位相当于电源,而工厂,家庭等消耗电能,是负载。 Category:电路 hr:Load.

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阻抗

阻抗(electrical impedance)是电路中电阻、电感、电容对交流电的阻碍作用的统称。阻抗是一个复数,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,容抗和感抗合称为电抗。阻抗將電阻的概念加以延伸至交流電路領域,不僅描述電壓與電流的相對振幅,也描述其相對相位。當通過電路的電流是直流電時,電阻與阻抗相等,電阻可以視為相位為零的阻抗。阻抗的概念不仅存在与电路中,在力学的振动系统中也有涉及。 阻抗通常以符號 Z 標記。阻抗是複數,可以用相量 Z_m \angle \theta 或 Z_m e^ 來表示;其中,Z_m是阻抗的大小,\theta 是阻抗的相位。這種表式法稱為「相量表示法」。 具體而言,阻抗定義為電壓與電流的頻域比率。阻抗的大小 Z_m 是電壓振幅與電流振幅的絕對值比率,阻抗的相位 \theta 是電壓與電流的相位差。採用國際單位制,阻抗的單位是歐姆(Ω),與電阻的單位相同。阻抗的倒數是導納,即電流與電壓的頻域比率。導納的單位是西門子 (單位)(舊單位是姆歐)。 英文術語「impedance」是由物理學者奧利弗·黑維塞於1886年發表論文《電工》給出。於1893年,電機工程師亞瑟·肯乃利(Arthur Kennelly)最先以複數表示阻抗。.

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阻抗匹配

阻抗匹配(Impedance matching)是微波電子學裡的一部分,主要用於傳輸線上,來達至所有高頻的微波信號皆能傳至負載點的目的,幾乎不會有信號反射回來源點,從而提升能源效益。 大體上,阻抗匹配有兩種,一種是透過改變阻抗力(用于集总参数电路),另一種則是調整傳輸線的波長(用于传输线)。 要匹配一組線路,首先把負載點的阻抗值,除以傳輸線的特性阻抗值來歸一化,然後把數值劃在史密夫圖表上。.

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電容

在電路學裡,給定電壓,電容器儲存電荷的能力,稱為電容(capacitance),標記為C。採用國際單位制,電容的單位是法拉(farad),標記為F。電路圖中多半以C開頭標示電容,例:C01、C02、C03、C100等。 平行板電容器是一種簡單的電容器,是由互相平行、以空間或介電質隔離的兩片薄板導體構成。假設這兩片導板分別載有負電荷與正電荷,所載有的電荷量分別為-Q\,\!、+Q\,\!,兩片導板之間的電位差為V,則這電容器的電容C為 1法拉等於1庫侖每伏特,即電容為1法拉的電容器,在正常操作範圍內,每增加1伏特的電位差可以多儲存1庫侖的電荷。 電容器所儲存的能量等於充電所做的功。思考前述平行板電容器,搬移微小電荷元素\mathrmq從帶負電薄板到帶正電薄板,每對抗1伏特的電位差,需要做功\mathrmW: 將這方程式積分,可以得到儲存於電容器的能量。從尚未充電的電容器(q.

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RCA

美國無線電公司(Radio Corporation of America,較常簡稱為RCA Corporation(RCA公司)),是一家在1919年至1986年間營運之美國電子設備生產商。今日RCA公司雖然已停止營運,但同名的品牌名仍轉手由其他企業持續使用。1986年,美國無線電公司被美國通用電氣所併購。由索尼音樂娛樂及公司使用,授權TCL集团及Audiovox在源自RCA公司的產品上使用RCA的名稱 RCA於1970年代至1990年代在臺灣的桃園縣(今 桃園市)設廠生產期間,曾造成嚴重的污染事件,導致多名員工與當地居民罹患癌症,受害者於2015年獲得賠償5億新台幣。.

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波长

波长是一個物理學的名詞,指在某一固定的頻率裡,沿着波的传播方向、在波的图形中,離平衡位置的「位移」與「時間」皆相同的两个质点之间的最短距离。在物理學,波長普遍使用希臘字母λ來表示。.

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