史密斯圆图的理解和功能

菲利普·史密斯（）于1939年发明的史密斯圆图是为专门从事射频（RF）工程的电气和电子工程师设计的图形计算器或列线图协助解决传输线和匹配电路的问题。通过阅读我想大家会对史密斯圆图有一个大概的了解。利用矢量网分进行巴仑的制作和天线的分析。

具体用途

•评估开路和短路的存根的输入电抗或电纳。

•评估并联阻抗和串联阻抗对阻抗的影响

•用于显示和评估谐振的输入阻抗特性

和反谐振桩，包括带宽和Q。

•使用单个或多个开放式或双向设计阻抗匹配网络

•使用四分之一波线段设计阻抗匹配网络。

•使用集总的L-C组件设计阻抗匹配网络。

•用于显示复阻抗与频率的关系。

•用于显示网络相对于频率的s参数。

下面图文讲解一下史密斯圆图。希望大家有看懂并运用手中的网分。

从半径为U的圆开始。这形成了外部史密斯的边界图表。实际上是R=0恒定电阻圆圈。

现在添加X=0轴。然后开始添加常量抵抗圈子。所有圈子通过R=无穷大点，半径为：

现在我们添加常量电抗圈，每个半径这些圈子如下图：

图表还有一个镜像，而不是恒定的电阻圆和恒定的电抗曲线，也不是恒定的电导圆和恒定的电纳曲线。

使用史密斯圆图解决阻抗匹配问题。

史密斯圆图可用于设计（L-C）匹配网络，使一个阻抗与另一个阻抗匹配。

每个LC元素在图表上均以特定方式表现。

串联电感、串联电容器

分流电感、分流电容器

我们来串联电感，沿恒定阻力的圆圈顺时针移动。图如下：

如果我们串联电容器，沿恒定阻力的圆圈逆时针移动，图如下：

如果分流电感，沿恒定电导的圆圈会逆时针移动。

如果我们分流电容器，沿着恒定电导的圆会顺时针移动。

我如何计算图表上归一化值的电感和电容？

系数L+jXnorm=(2πfL)/Zo

系数C-jXnorm=1/2πfCZo

系数RRnorm=R/Zo

平行L-jBnorm=Zo/（2πfL）

并行C+jBnorm=2πfCZo

平行RGnorm=Zo/R

既然我知道Zo是什么，我知道频率是多少，我们就可以求解R，C的实际值，和L。

让我们来看看史密斯圆图上的成分是什么？

请记住，图表上的所有值均已标准化为Zo！

图表上的成分值为电抗或电纳，实际值必须根据频率和Zo来计算

示例：找到X1和X2以匹配50欧姆频率=28MHz

让我们来把L和C进行一些匹配，选择Zo（50欧姆听起来还不错，搞起来）

让我们与L和C进行一些匹配，分流器35pF——频率为28MHz。

分流帽转换，Z的R部分为1（在从那里开始的单位R圈。）一个简单的C系数，感性电抗..

分布式元件

•最后但并非最不重要的，传输线，微带，带状线，波导都可以制成阻抗

转换和匹配功能就像它们集总元件……

•但是也有一些最佳看到的和一些重要差异的史密斯圆图。

•观察各种Zo和物理长度转换阻抗…

•还请注意传输线分路部分的影响（这些称为存根）。存根既可以被开路或

短路

在这里，我们有一条具有相同负载的传输线。注意阻抗沿常数转换VSWR圈子。在此示例中，阻抗为通过120度（在此频率下约为3.6m）转换为全新的值，50欧姆同轴电缆。

存根可以围绕图表一直旋转（与L和C分流不同），但沿着恒定电导的圈子（例如L和C）。

以上是简单介绍了史密斯圆图。和大家互相学习。也有介绍不足的地方。大家可以通过书籍系统的学习。

电抗：

在交流电路中，电抗是类似于直流电路中电阻对电流的阻碍作用，用于描述电容及电感对电流的阻碍作用，其计量单位也是欧姆。在交流电路分析中，电抗用X表示，是复数阻抗的虚数部分，用于表示电感及电容对电流的阻碍作用。电抗随着交流电路频率而变化，并引起电路电流与电压的相位变化。

感抗：

在交流电路中，电抗是类似于直流电路中电阻对电流的阻碍作用，用于描述电容及电感对电流的阻碍作用，其计量单位也是欧姆。在交流电路分析中，电抗用X表示，是复数阻抗的虚数部分，用于表示电感及电容对电流的阻碍作用。电抗随着交流电路频率而变化，并引起电路电流与电压的相位变化。

容抗：

交流电是能够通过电容的，但是将电容器接入交流电路中时，电容器极板上所带电荷对定向移动的电荷具有阻碍作用，物理学上把这种阻碍作用称为容抗，用字母Xc表示。所以电容对交流电仍然有阻碍作用，交流电容易通过电容，说明电容量大，电容的阻碍作用小；交流电的频率高，交流电也容易通过电容，说明频率高，电容的阻碍作用也小。

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