TWI399919B - 自適應阻抗匹配電路 - Google Patents

Description

自適應阻抗匹配電路

本發明涉及一種微波電路，特別涉及一種自適應阻抗匹配電路。

微波電路中負載的阻抗必須和前級電路的阻抗匹配以使得微波電路的性能達到最優，為此，微波電路中都設計有阻抗匹配電路。現有的阻抗匹配電路的阻抗值是固定的，然而，對於功能越來越豐富的微波產品，其負載在使用過程中會在一定範圍內變動，這樣就會造成阻抗匹配電路的失配，從而影響微波電路的性能。

有鑒於此，有必要提供一種自適應阻抗匹配電路，其可以根據負載的變動自動調整其阻抗以實現適時阻抗匹配。

一種自適應阻抗匹配電路，其包括一輸入端、一輸出端、一可變阻抗電路、第一、第二定向耦合器、減法單元和調節單元。可變阻抗電路連接於該輸入端和該輸出端之間，所述可變阻抗電路包括一可變電容。第一定向耦合器連接於該可變阻抗電路與該輸入端之間，用於測量該輸入端的輸入功率。第二定向耦合器連接於該可變阻抗電路與該輸出端之間，用 於測量該輸出端的輸出功率。減法單元連接於該第一定向耦合器和該第二定向耦合器之間，用於計算該輸入功率和該輸出功率的差值。調節單元連接於該減法單元和該可變阻抗電路之間，用於根據該差值調節該可變電容的偏置電壓，從而改變該可變阻抗電路的阻抗值以實現適時阻抗匹配。

在由於負載變化引起輸出功率變動時，本發明可根據輸入端和輸出端的功率差值自動調節可變阻抗電路的阻抗，從而實現負載與前級電路的適時阻抗匹配。

10‧‧‧前級電路

20‧‧‧自適應阻抗匹配電路

21‧‧‧輸入端

22‧‧‧第一定向耦合器

24‧‧‧第二定向耦合器

23‧‧‧可變阻抗電路

231‧‧‧輸入端

232、233‧‧‧固定電容

234‧‧‧電感元件

235‧‧‧輸出端

236‧‧‧接地端

237‧‧‧可變電容

238‧‧‧電阻

239‧‧‧調節端

25‧‧‧輸出端

26、28‧‧‧AC/DC轉換模組

27‧‧‧調節單元

271‧‧‧電源

29、31‧‧‧放大器

30‧‧‧減法單元

40‧‧‧負載

P1、P2‧‧‧功率

S‧‧‧差值

圖1為本發明實施方式的自適應阻抗匹配電路的電路模組圖。

圖2為圖1中的自適應阻抗電路的可變阻抗電路的電路圖。

下面結合附圖對本發明提供之射出成型工件自動檢驗方法及檢驗系統作進一步詳細說明。

請參圖1、圖2，本發明實施方式提供的一種自適應阻抗匹配電路20。該自適應阻抗匹配電路20包括一輸入端21和一輸出端25，所述輸入端21耦合至一前級電路10，所述輸出端25耦合至一負載40，該負載40的阻抗會在使用過程中在一定範圍內變動。

該自適應阻抗匹配電路20包括可變阻抗電路23、第一定向耦合器22、第二定向耦合器24、AC/DC(交/直流)轉換模組26 、28、放大器29、31、減法單元30、調節單元27、和電源271。第一定向耦合器22的輸入端連接到自適應阻抗匹配電路20的輸入端21，第一定向耦合器22的輸出端連接可變阻抗電路23的輸入端231，第二定向耦合器24的輸入端連接可變阻抗電路23的輸出端235，第二定向耦合器24的輸出端連接該輸出端25。第一定向耦合器22的耦合端連接AC/DC轉換模組26的輸入端，AC/DC轉換模組26的輸出端連接放大器29的輸入端，放大器29的輸出端連接減法單元30的一輸入端；第二定向耦合器24的耦合端連接AC/DC轉換模組28的輸入端，AC/DC轉換模組28的輸出端連接放大器31的輸入端，放大器31的輸出端連接減法單元30的另一輸入端。減法單元30的輸出端連接到調節單元27的輸入端，調節單元27的輸出端連接到可變阻抗電路23的調節端239。電源271與調節單元27相連接以提供電源給調節單元27。

第一定向耦合器22用於測量阻抗匹配電路20輸入端21的功率P1，即前級電路10的輸出功率。在本實施方式中，功率的大小以交流電流值表示。功率信號P1通過AC/DC轉換模組26轉換成直流信號，經過放大器29放大後輸入到減法單元30。當然，在其他實施方式中，也可用其他電信號表徵該功率P1，例如電壓。

第二定向耦合器24用於測量阻抗匹配電路20的輸出端25的功率P2，即施加到負載40上的功率。功率信號P2通過AC/DC轉換模組28轉換成直流信號，經過放大器31放大後輸入到減法 單元30。

減法單元30用於計算出功率P1和P2的差值S，並將該差值S輸出到調節單元27。調節單元27用於根據該差值S調節可變阻抗電路23的阻抗值，直至P1和P2相等。在本實施方式中，電源271為調節單元27提供調節所需的電壓，調節單元27通過調節施加到可變阻抗電路23上的偏置電壓，來改變可變阻抗電路23的阻抗值。

上述定向耦合器、AC/DC轉換模組、放大器、減法單元、調節單元是本領域人員所熟知的，在此對上述部件的具體結構不做介紹。

可變阻抗電路23包括固定電容232、233、電感元件234、可變電容237、和電阻238。電感元件234一端連接到可變阻抗電路23的輸出端235，另一端連接到固定電容233的一端。固定電容232的一端連接到可變阻抗電路23的輸入端231。固定電容232、233的另一端彼此相連。可變電容237一端連接於固定電容232、233之間，另一端和接地端236相連。電阻238一端連接於固定電容232、233之間，另一端連接到可變阻抗電路23的調節端239。

電感元件234和可變電容237用於組成一LC電路，施加偏置電壓改變電容237的電容值，就可改變上述LC電路的阻抗。電阻238用於接收從調節單元27施加的電壓並將該電壓施加給可變電容237。固定電容232、233用於隔絕電路中的直流分 量，以保證其不會被施加到負載40上。

電容、電感、電阻具體的值可根據實際情況確定，例如，當負載40的阻值設計為50ohm時，電感元件234的電感值可設計為469 uH，可變電容237的電容值範圍可設計為5.8uF~0.37uF，相應的，施加到可變電容237上的偏置電壓範圍為0~40V DC，電阻238的阻值為0ohm，固定電容232、233的電容分別為50pF。此時阻抗匹配電路20的阻抗範圍為(0.1-j2.9)~(34.1-j33.7)Ohm。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧前級電路

20‧‧‧自適應阻抗匹配電路

21‧‧‧輸入端

22‧‧‧第一定向耦合器

24‧‧‧第二定向耦合器

23‧‧‧可變阻抗電路

25‧‧‧輸出端

26、28‧‧‧AC/DC轉換模組

27‧‧‧調節單元

271‧‧‧電源

29、31‧‧‧放大器

30‧‧‧減法單元

40‧‧‧負載

P1、P2‧‧‧功率

S‧‧‧差值

Claims (8)

1. 一種自適應阻抗匹配電路，包括一輸入端；一輸出端；一連接於該輸入端和該輸出端之間的可變阻抗電路，該可變阻抗電路包括一可變電容，該可變電容的電容值範圍為5.8uF~0.37uF，該可變阻抗電路的阻抗值範圍為(0.1-j2.9)~(34.1-j33.7)Ohm；一連接於該可變阻抗電路與該輸入端之間的第一定向耦合器，用於測量該輸入端的輸入功率：一連接於該可變阻抗電路與該輸出端之間的第二定向耦合器，用於測量該輸出端的輸出功率；一連接於該第一定向耦合器和該第二定向耦合器之間的減法單元，用於計算該輸入功率和該輸出功率的差值；及一連接於該減法單元和該可變阻抗電路之間的調節單元，用於根據該差值調節該可變電容的偏置電壓，從而改變該可變阻抗電路的阻抗值以實現適時阻抗匹配。
2. 如申請專利範圍第1項所述的自適應阻抗匹配電路，其中，該第一定向耦合器和該第二定向耦合器測得的功率以交流信號表示，該自適應阻抗匹配電路還包括連接於該第一定向耦合器和該減法單元之間的第一交/直流轉換模組和連接於該第二定向耦合器和該減法單元之間的第二交/直流轉換模組 ，用於分別將該第一定向耦合器和該第二定向耦合器測得的交流信號轉換為直流信號。
3. 如申請專利範圍第2項所述的自適應阻抗匹配電路，其中，還包括連接於該第一交/直流轉換模組和該減法單元之間的第一放大器，及連接於該第二交/直流轉換模組和該減法單元之間的第二放大器，用於分別將該第一定向耦合器和該第二定向耦合器測得的功率信號放大並將放大後的信號輸出到該減法單元。
4. 如申請專利範圍第1項所述的自適應阻抗匹配電路，其中，還包括一連接到該調節單元的電源，用於為調節單元提供電源。
5. 如申請專利範圍第1項所述的自適應阻抗匹配電路，其中，該可變阻抗電路還包括第一固定電容和第二固定電容，該第一固定電容一端與該輸入端連接，該第二固定電容一端與該輸出端連接，該第一固定電容和該第二固定電容的另一端彼此互聯。
6. 如申請專利範圍第5項所述的自適應阻抗匹配電路，其中，該可變電容一端接地，另一端連接到該第一固定電容和該第二固定電容之間並進一步連接到該調節單元。
7. 如申請專利範圍第6項所述的自適應阻抗匹配電路，其中，該可變阻抗電路還包括一電阻，該可變電容通過該電阻連接到該調節單元。
8. 如申請專利範圍第5項所述的自適應阻抗匹配電路，其中，該可變阻抗電路還包括一電感，該第二固定電容通過該電感 連接到該輸出端。