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各种电抗的定义及作用
patton | 2008-04-08 14:51:18    阅读:10561   发布文章

容抗:交流电是能够通过电容的,但是电容对交流电仍然有阻碍作用。电容对交流电的阻碍作用叫做容抗。电容量大,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。实验证明,容抗和电容大小成反比,和频率也成反比。如果容抗用XC表示,电容用C表示,频率用f表示,那么XC=1/2πfC 容抗的单位是欧。知道了交流电的频率f和电容C,就可以用上式把容抗计算出来。
感抗:交流电也可以通过线圈,但是线圈的电感对交流电有阻碍作用,这个阻碍叫做感抗。电感量大,交流电难以通过线圈,说明电感量大,电感的阻碍作用大;交流电的频率高,交流电也难以通过线圈,说明频率高,电感的阻碍作用也大。实验证明,感抗和电感大小成正比,和频率也成正比。如果感抗用XL表示,电感用L表示,频率用f表示,那么XL=2πfL感抗的单位是欧。知道了交流电的频率f和线圈的电感L,就可以用上式把感抗计算出来。
阻抗:具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。注意与电阻含义的区别,在直流电(DC)的世界中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,但是在交流电(AC)的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,而我们日常所说的阻抗是电阻与电抗在向量上的和。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。阻抗的单位是欧。对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。也就是阻抗减小到最小值。在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。

音箱的输入阻抗一般分为高阻抗和低阻抗两类,高于16Ω的是高阻抗,低于8Ω的是低阻抗,音箱的标准阻抗是8Ω。

在功放与输出功率相同的情况下,低阻抗的音箱可以获得较大的输出功率,但是阻抗太低了又会造成欠阻尼和低音劣化等现象。所以这项指标虽然与音箱的性能无关,但最好还是不要购买低阻抗的音箱,推荐值是标准的8Ω。耳机的阻抗一般是高阻抗的--32Ω很常见。功放的阻抗一般可标为等值阻抗,比如4Ω下130W的输出,大概相当于等值的80W的输出。

请教:我使用了MAX9703这个功放,它的输出需要进行阻抗匹配,用变压器来实现的阻抗匹配,然后变压器后面在接需要的器件。我知道的是阻抗匹配要求变压器两边的阻抗值一样,现在是MAX9703的阻抗不知道如何计算?芯片资料上也没有写。难道要自己测出来芯片输出的最大功率,和最大电压,然后利用P=U2/R求?

解答: MAX9703以及现在绝大部分的集成功放都采取OTL输出方式,即无变压器(T)的输出方式。那种用输出变压器的基本被淘汰了。 单电源时,OTL方式需要在功放和喇叭间用大电容隔离,双电源时则输出直接接功放。
    不要机械地理解阻抗匹配,以为一定要放大器的输出阻抗等于负载阻抗。你这类功放,就是放大器的源阻抗远远小于负载阻抗。
    阻抗匹配的本意是,源电动势一定时,负载阻抗等于源内阻时,负载上获得的功率最大。
    情况1:例如(假如)放大器内阻是1欧,则负载1欧时输出功率最大。内阻上的耗损与负载上获得的相等。
    情况2:负载 > 1欧,例如是3欧,则放大器输出电流变小到1/2,导致负载功率下降到 (1/2)*(1/2)*3  =3/4, 即匹配时的3/4倍。内阻上的耗损则下降到匹配时的1/4。
    情况3:负载 < 1欧,例如是0.2欧,则放大器输出电流增大到5/3,导致负载功率下降到 (5/3)*(5/3)*0.2  =0.555倍。内阻上的耗损则上升到匹配时的2.777倍。
    不要以为情况1就真的是最理想的,在放大器内阻很大的年代,例如电子管时代,不用变压器输出是不可能的,因为内阻达到了K欧。而现在的放大器内阻是远小于1欧的, 情况2成了最好的情况了--输出功率不算小,而内阻上的耗损很小很小。  情况3则总是不可取的。
        不要以为情况1就真的是最理想的,因为放大器所能承受的内阻耗损是有限的,太大会过热。
   感想:现在的教科书啊,总是落后了,陈旧的东西抄来抄去,一些基本概念老是讲不清楚。

   问题:我们老师说,这个后面是接喇叭的话是不需要阻抗匹配的,但是我们接的是个阻抗为500欧的东西,还是需要阻抗匹配,这又是怎么回事?我都糊涂了^
   解答:负载阻抗为500欧时,的确可能需要用变压器耦合--注意,我宁可用“耦合”这词,而没用“阻抗匹配”。
    用变压器耦合是为了提高输出功率。假设放大器IC的最大输出电压可到10V,则直接耦合时在500负载上的功率是10*10 / 500 =0.2瓦。
    如果通过1:10的变压器耦合,则到达负载上的最大电压会是100V(假定了变压器效率100%,这当然是不可能的),负载上的功率将是100*100 / 500 =20瓦。   对于放大器IC来说,负载是变压器了,负载阻抗是500/10/10=5欧,而放大器的内阻仍是远小于1欧的,并不是“负载阻抗 = 源内阻”
    问题:那么,能不能用1:30的变压器耦合呢?这样输出功率不更大吗?可达到20*3*3=180瓦了!!!

    解答: 这可就要看具体情况了:1)负载实际需要多大功率 2)放大器能提供多大的电流(这时放大器的负载是5/9欧了)3)放大器能承受多大的热耗散
    我始终坚持这样的看法,只有当源内阻很大的时候,才是考虑负载阻抗与 源的相等匹配。 电路设计中,吃透了道理才能合理运用,不需要死扣名词、认死理。

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