도구스학업·수학

L형 임피던스 정합 회로 계산기

서로 다른 두 순저항을 코일과 콘덴서 하나씩으로 맞추는 L형 정합 회로의 소자값을 냅니다. Q = √(R_high/R_low − 1) 하나로 값이 정해지며, 저역통과형과 고역통과형 두 해와 정합이 실제로 되는지 검산을 함께 보여 줍니다.

Ω

순저항만 다룹니다. 어느 쪽이 크든 상관없습니다.

Ω
MHz

저역통과형 (직렬 L · 병렬 C)

L 984.516 nH · C 98.452 pF

Q = 1.7321 · 직렬 86.603Ω은 50Ω 쪽에, 병렬 115.47Ω은 200Ω 쪽에 붙습니다.

임피던스 비200 : 50 = 4
Q = √(비 − 1)1.73205
직렬 리액턴스 Xs = Q·R_low86.6025Ω
병렬 리액턴스 Xp = R_high/Q115.4701Ω
어림 −3dB 대역폭 f₀/Q8.0829MHz

두 가지 해

형태직렬 (50Ω 쪽)병렬 (200Ω 쪽)쓰임
저역통과형L 984.516 nHC 98.452 pF고조파를 함께 걸러 낸다
고역통과형C 131.269 pFL 1.313 µH직류를 끊는다

정합은 둘 다 완벽하고 통과 특성만 다릅니다. 리액턴스의 크기는 같고 부호만 반대입니다.

검산: 저역통과형을 50Ω 쪽에서 본 임피던스50 − j0Ω
검산: 고역통과형50 + j0Ω
직렬 소자를 빼면 남는 허수부−j86.6025Ω

임피던스 비가 Q를 정한다

Q어림 대역폭 (f₀ 대비)
1.50.7071141.42%
21100%
31.414270.71%
5250%
10333.33%
204.358922.94%
50714.29%
1009.949910.05%

Q는 임피던스 비 하나로 정해지고 주파수와는 무관합니다. 비가 100배면 Q가 약 9.95라 대역이 f₀의 10%밖에 되지 않습니다.

낮은 쪽에 직렬, 높은 쪽에 병렬입니다. 병렬 소자가 큰 저항을 작게 보이게 하고, 직렬 소자가 그때 남는 리액턴스를 지웁니다. 순서를 뒤집으면 어떤 값을 넣어도 맞지 않습니다 — L형에서 가장 먼저 틀리는 자리입니다. R_high에 Xp를 병렬로 달면 직렬 등가 저항이 R_high/(1+Q²)가 되는데, Q = √(비−1)로 잡으면 이것이 정확히 R_low입니다.
Q를 고를 수 없습니다. 소자가 둘이고 조건도 둘(실수부 맞추기·허수부 지우기)이라 자유도가 없어, Q = √(R_high/R_low − 1)로 임피던스 비 하나에 묶입니다. 대역폭을 좁히거나 넓히려면 소자를 하나 더 쓰는 π형이나 T형으로 가야 합니다. 이것이 L형의 가장 큰 한계입니다.
임피던스 비가 클수록 대역이 좁아집니다. 비가 2면 Q가 1이지만 100이면 9.95가 되어 대역이 f₀의 10%로 줄어듭니다. 비가 아주 크면 L형 하나로 한 번에 맞추는 대신 두 단으로 나누는 편이 대역에 유리합니다 — 중간 임피던스를 √(R_low·R_high) 쯤에 두면 각 단의 Q가 훨씬 작아집니다.
순저항끼리만 다룹니다. 부하에 리액턴스가 섞여 있으면(안테나가 공진에서 벗어난 경우 등) 이 계산을 그대로 쓸 수 없습니다. 부하의 리액턴스를 먼저 상쇄해 순저항으로 만든 뒤 적용하거나, 소자값에 흡수시키는 별도의 계산이 필요합니다. 대역폭은 부하 Q로 어림한 값이라 실제 −3dB 지점과 다를 수 있습니다.

계산 방법

  1. 1맞출 두 저항과 주파수를 넣습니다. 어느 쪽이 크든 상관없습니다.
  2. 2저역통과형(직렬 L·병렬 C)과 고역통과형(직렬 C·병렬 L) 두 해가 함께 나옵니다.
  3. 3직렬 소자가 낮은 저항 쪽에, 병렬 소자가 높은 저항 쪽에 붙는 것을 확인합니다.
  4. 4검산 줄에서 낮은 쪽에서 본 임피던스의 허수부가 0인지 봅니다.
  5. 5Q 표에서 임피던스 비가 커질수록 대역이 좁아지는 것을 확인합니다.

자주 묻는 질문

Q = √(R_high/R_low − 1)을 구한 뒤 직렬 리액턴스 Xs = Q·R_low, 병렬 리액턴스 Xp = R_high/Q로 계산합니다. 그다음 L = X/(2πf), C = 1/(2πf·X)로 소자값을 냅니다. 소자가 둘이고 조건도 둘이라 답이 하나로 정해집니다.

직렬 소자가 낮은 저항 쪽에, 병렬 소자가 높은 저항 쪽에 붙습니다. 병렬 소자가 큰 저항을 작게 보이게 하고 직렬 소자가 그때 남는 리액턴스를 지우는 구조이기 때문입니다. 순서를 뒤집으면 어떤 값을 넣어도 맞지 않습니다 — L형에서 가장 먼저 틀리는 자리입니다.

없습니다. 소자가 둘이고 만족시켜야 할 조건도 둘(실수부 맞추기·허수부 지우기)이라 자유도가 남지 않아, Q가 임피던스 비 하나로 정해집니다. 대역폭을 좁히거나 넓히려면 소자를 하나 더 쓰는 π형이나 T형으로 가야 합니다. 이것이 L형의 가장 큰 한계입니다.

정합은 둘 다 완벽하므로 통과 특성으로 고릅니다. 송신기처럼 고조파를 걸러야 하면 저역통과형(직렬 L·병렬 C)을, 직류를 끊어야 하거나 저주파 잡음을 막아야 하면 고역통과형(직렬 C·병렬 L)을 씁니다. 실물 소자를 구하기 쉬운 쪽으로 고르기도 합니다.

대략 f₀/Q입니다. 임피던스 비가 2면 Q가 1이라 대역이 f₀만큼 넓지만, 비가 100이면 Q가 9.95가 되어 f₀의 10%로 줄어듭니다. 이 값은 부하 Q로 어림한 것이라 실제 −3dB 지점과는 다를 수 있습니다.

두 단으로 나누는 편이 낫습니다. 중간 임피던스를 √(R_low·R_high)쯤에 두면 각 단의 비가 √(전체 비)로 줄어 Q가 훨씬 작아지고 대역이 넓어집니다. 소자가 넷으로 늘지만 손실과 대역에서 이득이 큽니다.

이 계산을 그대로 쓸 수 없습니다. 안테나가 공진에서 벗어난 경우처럼 리액턴스가 섞여 있으면, 먼저 그 리액턴스를 상쇄해 순저항으로 만든 뒤 적용하거나 소자값에 흡수시키는 별도의 계산이 필요합니다. 이 도구는 순저항끼리만 다룹니다.

전송되지 않습니다. 계산은 모두 브라우저 안에서 이루어지고 넣은 값은 이 기기에만 남습니다.

알아두면 좋은 점

  • 순저항끼리만 다룹니다. 복소 임피던스는 범위 밖입니다.
  • 소자의 손실(코일의 Q, 콘덴서의 ESR)을 무시한 이상적인 계산입니다. 실제로는 손실 때문에 정합이 조금 어긋나고 전력도 잃습니다.
  • 대역폭 f₀/Q는 부하 Q로 어림한 값이라 실제 −3dB 지점과 다를 수 있습니다.
  • 고주파에서는 배선의 기생 인덕턴스와 부유 용량이 소자값에 견줄 만큼 커집니다. 계산값은 출발점으로 삼고 실측으로 다듬어야 합니다.

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마지막 검증: 2026년 9월 2일 · 결과는 참고용 추정치입니다.