Bài giảng Siêu cao tần - Chương 2: Đồ thị Smith

1Chương
2:
ĐỒ
THỊ SMITH
I. Giới Thiệu
l
SZ
0Z LZ
SE
0 x
x
d
( ), ( )x Z xΓ
2l
SZ
0Z LZ
SE
0 x
x
d
30
1
1
Z Z + Γ= −Γ
0
1
1
Zz r jx
Z
+Γ⇒ = = = +−Γ
Re( ) Im( )jΓ = Γ + Γ
Chỉ
Xét Trở
Kháng đã chuẩn hoá
theo 0Z
4
51,0 ,
1 1
r
r r
⎧ ⎫ =⎨ ⎬+ +⎩ ⎭Tâm : Bán kính
6
71 11, ,
x x
⎧ ⎫ =⎨ ⎬⎩ ⎭Tâm : Bán kính
81) Mô Tả
Đồ
Thị Smith
II. Đồ
Thị Smith
9Phối hợp 
trở
kháng
0, 1, 0r xΓ = = =
Vòng Tròn 
Đơn Vị 1, 0rΓ = =
1, zΓ = = ∞
Hở
Mạch
Nối tắt
1, 0
0, 0
z
r x
Γ = − =
= =
Các đường 
tròn đẳng r
Các đường 
tròn đẳng x
Im( )Γ
Re( )Γ
10
11
12
13
Vòng Tròn Đẳng Γ
2 dβ−
( )lΓ
( )xΓ
2( ) ( ). dx l e γ−Γ = Γ
14
15
16
17
18
19
2) Đặc Tính
a) Biểu diễn dẫn nạp trên đồ
thị smith
1
1
z +Γ= −Γ
1
1
z
z
−Γ = +
1 1
1
1 11
yy
y
y
− −⇒ Γ = = − ++
Quan hệ
giữa với z, giống quan hệ
giữa với yΓ −Γ
y g jb= +
20
Γ
−Γ
z r jx= +
1y g jb
z
= = +
đẳng g
đẳng b
21
b) Điểm bụng sóng và
nút sóng trên đồ
thị Smith
1
1
S
+ Γ= − ΓVòng Tròn Đẳng
Vòng Tròn Đẳng S 
Γ
Điểm nút sóng áp
minr
maxr
Điểm bụng sóng áp
22
1) Tính Hệ
Số
phản Xạ, Trở
Kháng Đường Dây,
Hệ
Số
Sóng Đứng
III. Ứng Dụng Đồ
Thị Smith
d
0R LZ
, ZΓ
0
L
L L L
Zz r jx
R
= = +
23
( )lΓ d
Lz
z
Γ
L L Lz r jx= +
0.z Z z R⇒ =
24
( )lΓ
maxdLz
mind
maxVminV
25
26Ex. 35 p.104
27
2) Vẽ Vector áp và
dòng trên đồ
thị Smith
V V V+ −= +
G G G
(1 ).V e
V+
⇒ = + Γ
G G
Chuẩn hoá
theo vector V+
G
(1 ).I e
I+
= −Γ
G G
Tương tự
cho vector dòng I
I+
G
28
(1 ).V e
V+
= + Γ
G G
1
Γ
V
V+
G maxV
minV
29
1
−ΓI
I+
G
Γ
(1 ).I e
I+
= −Γ
G G
maxI
minI
30
31
3) Tính Trở
Kháng Mạch Phức Hợp
C1
10p
R
50
L
22.5nH
C2
12p
Z
910 ( / )rad sϖ =
1
1
0
1/ 1 2RC
R j Cz j
R
ϖ+= = −
50 ( )= Ω0chọn : R
32
1
1 2RCz j= −
A
1
0.2 0.4RCy j= +
B
1 2
0.2 0.95RC Cz j= −
D
0. 10 25( )Z R z j⇒ = = − Ω
1 2
0.2 1RC Cy j= +
C
2
2
0
0.2
0.6 ,
1/C
g
j Cb y
R
ω
= ⎫⎪⎛ ⎞⎬Δ = =⎜ ⎟⎪⎝ ⎠⎭
C1
10p
R
50
L
22.5nH
C2
12p
E
0.2 0.5z j= −
0
0.2
0.45 , L
r
j Lx z
R
ω
= ⎫⎪⎛ ⎞⎬Δ = =⎜ ⎟⎪⎝ ⎠⎭
33
o
Khi có
phối hợp trở
kháng, toàn bộ
công suất từ
nguồn sẽ được 
đưa đến tải tiêu thụ.
o
Khi không phối hợp trở
kháng, công suất phản xạ
về
có
thể
 làm hỏng nguồn phát.
o
Khi không phối hợp trở
kháng, tiêu hao trên đường dây tăng.
o
Khi không phối hợp trở
kháng, xuất hiện các điểm bụng sóng, 
gây quá
áp hoặc quá
dòng
4) Phối Hợp Trở
Kháng Đường Truyền Sóng
( ) N2 21
P
P P P P= −Γ = − Γ
phản xạ
t tới tới tới
34
a) Phối hợp trở
kháng bằng mạch điện 
thông số
tập trung
0R LZ
Mạch 
phối 
hợp trở
kháng
1X
2X LZ0R
Mạng 2 cửa hình Γ
1X
2X LZ0R
Mạng 2 cửa hình
35
1jx
2
2
1jb
jx
=
0
0.2 0.8LL
Zz j
R
= = −
Lz1
1
t L
t
t
z z jx
y
z
= +
=
2
0 0
1
1/ 1
.
ty y jb
z y
Z R z R
= + =
⇒ = =
⇒ = =
VD: 90 50( ), 10 40( ) , 10 ( / )LR Z j rad sω= Ω = − Ω =
36
0.2 0.8Lz j= −
A
D
B
C
1 2ty j= +
0.2 0.4tz j= −
1
1
0.4 0
20( )
x x
L nH
Δ = = >
⇒ =Cảm kháng :
2 2 2 2
2
2 , 1/ 0.5
25( )
b b jx jb x
L nH
Δ = − = ⇒ = ⇒ =
⇒ =Cảm kháng :
37
0.2 0.8Lz j= −
A
F
E0.2 0.4tz j= +
1 2ty j= −
G
1
1
1.2 0
60( )
x x
L nH
Δ = = >
⇒ =Cảm kháng :
2 2 2 2
2
2 , 1/ 0.5
Dung 40( )
b b jx jb x
C pF
Δ = = ⇒ = ⇒ = −
⇒ = kháng :
38
2jb
1jx
0
0.2 0.8LL
Zz j
R
= = −
1 0.3 1.18
L
L
L
z
y j
z
= = +
2
1
t L
t
t
y y jb
z
y
= +
=
1
0 0
1
.
tz z jx
Z R z R
= + =
⇒ = =
VD: 90 50( ), 10 40( ) , 10 ( / )LR Z j rad sω= Ω = − Ω =
39
0.2 0.8Lz j= −A
B
0.3 1.18Ly j= +
C
0.3 0.46ty j= +
D
1 1.55tz j= −
2 2 2 2
2
0.72 , 1/ 1.39
70( )
b b jx jb x
L nH
Δ = − = ⇒ = ⇒ =
⇒ =Cảm kháng :
1
1
1.55 0
77.5( )
x x
L nH
Δ = = >
⇒ =Cảm kháng :
E
40
0.2 0.8Lz j= −A
C0.3 0.46ty j= −
D
1 1.55tz j= +
2 2 2 2
2
1.64 , 1/ 0.61
30.5( )
b b jx jb x
L nH
Δ = − = ⇒ = ⇒ =
⇒ =Cảm kháng : B
0.3 1.18Ly j= +
1
1
1.55 0
13( )
x x
C pF
Δ = − = <
⇒ =Dung kháng :
E
41
42
43
b) Phối hợp trở
kháng dùng 1 dây chêm (single-stub)
0R LZ
d
l
SR
Ngắn mạch 
44
VD: 
0
5050( ), ( )
2 (2 3)
100( )
L
S
R Z
j
R
= Ω = Ω+ +
= ΩDây chêm :
dYSYt d SY Y Y= +
0R LZ
d
l
SR
Ngắn mạch 
01 2 3.73L
L L
Ry j
z Z
= = = +
45
0.302
0.215
(0.302 0.215).d λ= −
Vòng tròn đẳng S
Vòng tròn đẳng g=1
2 3.73Ly j= +
A
C
B1 2.6dy j= −
0
12.6 0.052 [ ]SB SR
= =Cần 1 lượng điện nạp :
46
y = ∞
0.052
. 0.052 100 5.2
S
S S S
B
b B R
=
⇒ = = × =
l
SR
Ngắn 
mạch 
5.2 ( )
0.052 [ ]
S S
S
y j R
Y j S
=
=
theo :
0.469l λ= ×
Vòng tròn đẳng S
B 5.2Sy j=
A
47
c) Phối hợp trở
kháng dùng 2 dây chêm (double-stub)
0R LZ
d
1l
1SR
2l
2SR
12d
48
0R LZ
d
1l
0R
2l
0R
12
3, ,
8 4 8
d
λ λ λ=
49
Vòng tròn đẳng S Vòng tròn đẳng g=1
Vòng tròn ảnh của 
vòng tròn đẳng g=1
3
8
d λ=
50
Vòng tròn đẳng S Vòng tròn đẳng g=1
Vòng tròn ảnh của 
vòng tròn đẳng g=1
2
8 4
d λ λ= =
51
0 50R = Ω 100 100LZ j= +
0.4d λ=
1 ?l =
0R
2 ?l =
0R
12
3
8
d λ=
100 100 2 2
50L
jz j+= = +
0.25 0.25Ly j⇒ = −
52
Vòng tròn đẳng g=1
Ly
Vòng tròn đẳng S 
(trên đoạn )0.4d λ=
1dy
Vòng tròn ảnh của vòng 
tròn đẳng g=1
1ty
Vòng tròn đẳng S 
(trên đoạn )12 3 / 8d λ=
2dy
Suy ra 1l
Suy ra 2l
53
54