一.

阻抗匹配是指信号源或许传输线跟负载之间的一种适宜的调配办法。阻抗匹配分为低频和高频两种状况评论。

咱们先从直流电压源驱动一个负载下手。由于实习的电压源，老是有内阻的（请参看输出阻抗一问），咱们能够把一个实习电压源，等效成一个抱负的电压源跟一个电阻r串联的模型。假定负载电阻为R，电源电动势为U，内阻为r，那么咱们能够核算出流过电阻R的电流为：I=U/(R+r)，能够看出，负载电阻R越小，则输出电流越大。负载R上的电压为：Uo=IR=U/[1+(r/R)]，能够看出，负载电阻R越大，则输出电压Uo越高。再来核算一下电阻R耗费的功率为：

P=I2×R=[U/(R+r)]2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2)

=U2×R/[(R-r)2+4×R×r]

=U2/{[(R-r)2/R]+4×r}

二.

关于一个给定的信号源，其内阻r是固定的，而负载电阻R则是由咱们来挑选的。留心式中[(R-r)2/R]，当R=r时，[(R-r)2/R]可获得最小值0，这时负载电阻R上可获得最大输出功率Pmax=U2/(4×r)。即，当负载电阻跟信号源内阻持平常，负载可获得最大输出功率，这即是咱们常说的阻抗匹配之一。关于纯电阻电路，此定论相同适用于低频电路及高频电路。当沟通电路中富含容性或理性阻抗时，定论有所改动，即是需求信号源与负载阻抗的的实部持平，虚部互为相反数，这叫做共扼匹配。在低频电路中，咱们一般不思考传输线的匹配疑问，只思考信号源跟负载之间的状况，由于低频信号的波长有关于传输线来说很长，传输线能够看成是“短线”，反射能够不思考（能够这么了解：由于线短，即便反射回来，跟原信号仍是相同的）。从以上剖析咱们能够得出定论：假定咱们需求输出电流大，则挑选小的负载R；假定咱们需求输出电压大，则挑选大的负载R；假定咱们需求输出功率最大，则挑选跟信号源内阻匹配的电阻R。有时阻抗不匹配还有别的一层意思，例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下计划的，假定负载条件改动了，则或许达不到正本的功用，这时咱们也会叫做阻抗失配。

三.

在高频电路中，咱们还有必要思考反射的疑问。当信号的频率很高时，则信号的波长就很短，当波长短得跟传输线长度能够比照时，反射信号叠加在原信号大将会改动原信号的形状。假定传输线的特征阻抗跟负载阻抗不持平（即不匹配）时，在负载端就会发作反射。为何阻抗不匹配时会发作反射以及特征阻抗的求解办法，牵涉到二阶偏微分方程的求解，在这儿咱们不细说了，有爱好的可参看电磁场与微波方面书本中的传输线理论。传输线的特征阻抗（也叫做特性阻抗）是由传输线的构造以及资料决议的，而与传输线的长度，以及信号的起伏、频率等均无关。

例如，常用的闭路电视同轴电缆特性阻抗为75Ω，而一些射频设备上则常用特征阻抗为50Ω的同轴电缆。别的还有一种多见的传输线是特性阻抗为300Ω的扁平平行线，这在乡村运用的电视天线架上比照多见，用来做八木天线的馈线。由于电视机的射频输入端输入阻抗为75Ω，所以300Ω的馈线将与其不能匹配。实习中是怎么处理这个疑问的呢？不知道咱们有没有留心到，电视机的附件中，有一个300Ω到75Ω的阻抗改换器（一个塑料封装的，一端有一个圆形的插头的那个东东，大约有两个大拇指那么大）。它里边正本即是一个传输线变压器，将300Ω的阻抗，改换成75Ω的，这么就能够匹配起来了。这儿需求侧重一点的是，特性阻抗跟咱们一般了解的电阻不是一个概念，它与传输线的长度无关，也不能通过运用欧姆表来丈量。为了不发作反射，负载阻抗跟传输线的特征阻抗应当持平，这即是传输线的阻抗匹配。假定阻抗不匹配会有啥不良效果呢？假定不匹配，则会构成反射，能量传递不曩昔，下降功率；会在传输线上构成驻波（简略的了解，即是有些本地信号强，有些本地信号弱），致使传输线的有用功率容量下降；功率发射不出去，乃至会损坏发射设备。假定是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配时，会发作震动，辐射搅扰等。

四.

当阻抗不匹配时，有哪些办法让它匹配呢？榜首，能够思考运用变压器来做阻抗改换，就像上面所说的电视机中的那个比如那样。第二，能够思考运用串联/并联电容或电感的办法，这在调试射频电路常常运用。第三，能够思考运用串联/并联电阻的办法。一些驱动器的阻抗比照低，能够串联一个适宜的电阻来跟传输线匹配，例如高速信号线，有时会串联一个几十欧的电阻。而一些接纳器的输入阻抗则比照高，能够运用并联电阻的办法，来跟传输线匹配，例如，485总线接纳器，常在数据线终端并联120欧的匹配电阻。

五.

（1）为了协助咱们了解阻抗不匹配时的反射疑问，我来举两个比如：假定你在操练拳击——打沙包。假定是一个分量适宜的、硬度适宜的沙包，你打上去会感受很舒畅。可是，假定哪一天我把沙包做了四肢，例如，里边换成了铁沙，你仍是用从前的力打上去，你的手或许就会受不了了——这即是负载过重的状况，会发作很大的反弹力。相反，假定我把里边换成了很轻很轻的东西，你一出拳，则或许会扑空，手也或许会受不了——这即是负载过轻的状况。另一个比如，不知道咱们有没有过这么的阅历：即是看不清楼梯时上/下楼梯，当你认为还有楼梯时，就会呈现“负载不匹配”这么的感受了。当然，或许这么的比如不太恰当，但咱们能够拿它来了解负载不匹配时的反射状况。

（2）实质即是电磁波反射。就比方光线 通过两种纷歧样媒质时分，或许反射相同，光正本也是电磁波，这是电磁场的特性。从场的理论看是由于电磁场鸿沟条件改动，延伸到电路理论转化为了阻抗不匹配，当阻抗不匹配，即是阻抗不接连处，就会反射，找本讲 传输线常识的书本（电磁场或射频电路有关书中），看看就了解了。

（4）简略一点讲，您能够把高频的电流看成是光。 光在通过两个导光率纷歧样的资料会发作反射。 高频的电流在通过两个阻抗纷歧同的本地也会发作反射。 为了确保信号不失真，有必要进行阻抗匹配。

六

常常看届时钟线/数据线/地址线上串联一个小电阻有啥效果？

这个电阻有两个效果，榜首是阻抗匹配。由于信号源的阻抗很低，跟信号线之间阻抗不匹配，串上一个电阻后，可改进匹配状况，以削减反射，防止振动等。

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