インピーダンスマッチングについて

質問

こんにちは。
インピーダンスマッチングについて勉強をしている大学生の者です。
いろいろと調べているうちにわからなくなってしまったので質問させてください。

インピーダンスマッチングとは、送り出し側回路の出力インピーダンスと、受け側回路の入力インピーダンスを合わせること。とありますが、
これは、「入力インピーダンス＝出力インピーダンスとする」いうことではないのですよね・・？
入力インピーダンスがR+jX、出力インピーダンスがα+jβの場合、インピーダンスマッチングの条件はR=α、X=-β。
入力インピーダンスの共役複素数＝出力インピーダンスですよね。

今までは高周波の場合は共役複素数をとるのだと認識していたのですが、分布定数線路を勉強していて、分からなくなってしまいました。

分布定数線路は高周波ですよね。
だから、私はインピーダンスマッチングの条件は共役複素数をとることだと思ったのですが、
「Zin （入力インピーダンス）= Zo（出力インピーダンス）であればマッチングが取れているので、反射してくる信号はありません。」
とあります。
どうしてZin=Zoでインピーダンスがマッチングするのですか？？

頭がこんがらがってしまい、基礎的なことも分からなくなってしまいました。
どなたか回答をお願いします；；

回答No.2

tadys · ベストアンサー

信号源の出力インピーダンスと負荷インピーダンスのマッチングの話と
伝送線路（分布定数回路）のインピーダンスマッチングの話を混同しないで下さい。

信号源の出力インピーダンスと負荷インピーダンスのマッチングの場合は
負荷で消費する電力が最大になる条件です。
この場合は共役複素数をとることで負荷の電力が最大になります。

伝送線路の場合は伝送線路の特性インピーダンスというものがあります。
これをＺlとします。Ｚlは複素数ではなく実数です。
信号源のインピーダンスをＺs、負荷インピーダンスをＺrとした場合、
インピーダンスマッチングしている状態とはＺs＝Ｚl＝Ｚr になっている場合です。
Ｚlが実数なのでＺsもＺlも実数の時にマッチングします。
Ｚl＝Ｚr は信号が反射しない、言い換えると送られてきた信号が全て
負荷抵抗で消費される条件です。
Ｚs＝Ｚl は信号源から最大の電力を引き出す条件になります。

伝送線路のインピーダンスと負荷のインピーダンスがマッチングしていない場合には
伝送線路の信号源側から見たインピーダンスは周波数によって変化して見えます。
その様子はスミスチャートを用いることで簡単に示すことが出来ます。

参考URL：

http://www.mwave-lab.jp/smith.htm

回答No.4

ruto

>Zin （入力インピーダンス）= Zo（出力インピーダンス）であればマッチングが取れているので・・・
　ここで云うZ0は伝送路の特性インピーダンス（Z0)ではないのでしょうか。　Zin＝Z0＝Zoutなら整合します。

お礼

忙しくて返事が遅くなってしまったこと、また、まとめての返事であることをお詫びいたします。
大変参考になりました。
皆さんの意見を聞いてよかったです。
ありがとうございました。

回答No.3

soramist

伝送線路は、R±jXの虚数部分が[0]になっただけの話で、何も特別扱いすることはないと思うのですが・・・(^_^;)

回答No.1

soramist

どちらも正しいです。(^_^;)

「共役複素数をとる」・・・そのとおりです。
（出力側がR+jXなら、これを受ける入力側は、R-jXになるようにします）

その結果”回路上では”虚数部分が消去されます。
消去された結果、”同じインピーダンス（実数のみ）”になります。