為什么要進(jìn)行阻抗匹配？

電子行業(yè)的工程師經(jīng)常會遇到阻抗匹配問題。什么是阻抗匹配，為什么要進(jìn)行阻抗匹配？本文帶您一探究竟！

一、什么是阻抗

在電學(xué)中，常把對電路中電流所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗單位為歐姆，常用Z表示，是一個復(fù)數(shù)Z＝ R＋i（ ωL–1／（ωC））。具體說來阻抗可分為兩個部分，電阻（實部）和電抗（虛部）。其中電抗又包括容抗和感抗，由電容引起的電流阻礙稱為容抗，由電感引起的電流阻礙稱為感抗。

圖1 復(fù)數(shù)表示方法

二、阻抗匹配的重要性

阻抗匹配是指信號源或者傳輸線跟負(fù)載之間達(dá)到一種適合的搭配。阻抗匹配主要有兩點作用，調(diào)整負(fù)載功率和抑制信號反射。

1、調(diào)整負(fù)載功率

假定激勵源已定，那么負(fù)載的功率由兩者的阻抗匹配度決定。對于一個理想化的純電阻電路或者低頻電路，由電感、電容引起的電抗值基本可以忽略，此時電路的阻抗來源主要為電阻。如圖2所示，電路中電流I＝U／（r＋R），負(fù)載功率P＝I＊I＊R。由以上兩個方程可得當(dāng)R＝r時P取得最大值，Pmax＝U＊U／（4＊r）。

圖2 負(fù)載功率調(diào)整

2、抑制信號反射

當(dāng)一束光從空氣射向水中時會發(fā)生反射，這是因為光和水的光導(dǎo)特性不同。同樣，當(dāng)信號傳輸中如果傳輸線上發(fā)生特性阻抗突變也會發(fā)生反射。波長與頻率成反比，低頻信號的波長遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳輸線的長度，因此一般不用考慮反射問題。高頻領(lǐng)域，當(dāng)信號的波長與傳輸線長出于相同量級時反射的信號易與原信號混疊，影響信號質(zhì)量。通過阻抗匹配可有效減少、消除高頻信號反射。

圖3 正常信號

圖4 異常信號（反射引起超調(diào)）