การแมทชิงอิมพีแดนซ์

ในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ การแมทชิงอิมพีแดนซ์ (อังกฤษ: impedance matching) คือการปฏิบัติเพื่อการออกแบบอิมพีแดนซ์ด้านขาเข้า (อังกฤษ: input impedance) ของโหลดไฟฟ้า เพื่อเพิ่มการถ่ายโอนพลังงานจากแหล่งกำเนิดสัญญาณให้ได้มากสุด หรืออิมพีแดนซ์ด้านขาออก (อังกฤษ: output impedance) ของแหล่งกำเนิดสัญญาณเพื่อลดการสะท้อนสัญญาณจากโหลดไฟฟ้าให้ต่ำสุด

แผนภาพของแหล่งจ่ายไฟและความต้านทานที่เป็นโหลดของวงจร

ในกรณีที่มีความซับซ้อน อิมพีแดนซ์ของแหล่งจ่ายไฟ Z_S และอิมพีแดนซ์ของโหลด Z_L การถ่ายโอนพลังงานสูงสุดจะเป็นไปได้เมื่อ

${\displaystyle Z_{\mathrm {S} }=Z_{\mathrm {L} }^{*}\,}$

เมื่อเครื่องหมายดอกจันหมายถึงค่า complex conjugate ของตัวแปร

เมื่อ Z_S หมายถึงอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะ (อังกฤษ: characteristic impedance) (หรือแค่อิมพีแดนซ์) ของสายส่ง, การสะท้อนต่ำสุดจะเป็นไปได้เมื่อ

${\displaystyle Z_{\mathrm {S} }=Z_{\mathrm {L} }\,}$

แนวคิดของการแมชชิงอิมพีแดนซ์พบการใช้งานครั้งแรกในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า แต่ก็มีความเกี่ยวข้องในการใช้งานอื่น ๆ ในที่ซึ่งรูปแบบหนึ่งของพลังงาน, ไม่จำเป็นต้องเป็นไฟฟ้า, จะมีการโอนระหว่างแหล่งจ่ายกับโหลด ทางเลือกในการแมทชิงอิมพีแดนซ์ก็คือการสะพานอิมพีแดนซ์ (อังกฤษ: impedance bridging) ซึ่งอิมพีแดนซ์ของโหลดจะถูกเลือกให้มีขนาดใหญ่กว่าความต้านทานของแหล่งจ่ายไฟอย่างมาก เพื่อให้สามารถถ่ายโอนแรงดันให้มากที่สุด (มากกว่าจะเป็นการถ่ายโอนพลังงาน) อันเป็นเป้าหมายในการทำงานแบบนี้

Note

1. อิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้าหมายถึงอัตราส่วนของเฟสแรงดันไฟฟ้าต่อเฟสกระแสไฟฟ้า เป็นการวัดแรงต้านทานต่อกระแสไฟฟ้าที่เปลียนแปลงไปตามเวลาในวงจรไฟฟ้าหนึ่ง
2. ค่าซับซ้อนสองค่า ส่วนที่เป็นค่าจริงจะเท่ากันแต่ส่วนที่เป็นค่าในอุดมคติมีเครื่องหมายต่างกัน เช่นค่า complex conjugate ของ 3+4i คือ 3−4i เป็นต้น

อ้างอิง