阻抗匹配是指信號源或者傳輸線跟負載之間的一種合適的搭配方式。阻抗匹配分為高頻和低頻兩種情況討論。

 

我們先從直流電壓源驅動一個負載入手。由於實際的電壓源，總是有內阻的（請參看輸出阻抗一問），我們可以把一個實際電壓源
，等效成一個理想的電壓源跟一個電阻r串聯的模型。假設負載電阻為R，電源電動勢為U
，內阻為r
，那麼我們可以計算出流過電阻R的電流為：I=U/(R+r)
，可以看出，負載電阻R越小
，則輸出電流越大。負載R上的電壓為：Uo=IR=U/[1+(r/R)]
，可以看出
，負載電阻R越大，則輸出電壓Uo越高。

 

再來計算一下電阻R消耗的功率為：

 

P=I*I*R=[U/(R+r)]*[U/(R+r)]*R=U*U*R/(R*R+2*R*r+r*r)

=U*U*R/[(R-r)*(R-r)+4*R*r]

=U*U/{[(R-r)*(R-r)/R]+4*r}

 

對於一個給定的信號源
，其內阻r是固定的
，而負載電阻R則是由我們來選擇的。注意式中[(R-r)*(R-r)/R]，當R=r時，[(R-r)*(R-r)/R]可取得最小值0，這時負載電阻R上可獲得最大輸出功率Pmax=U*U/(4*r)。即，當負載電阻跟信號源內阻相等時，負載可獲得最大輸出功率，這就是我們常說的阻抗匹配之一。

 

對dui於yu純chun電dian阻zu電dian路lu，此ci結jie論lun同tong樣yang適shi用yong於yu低di頻pin電dian路lu及ji高gao頻pin電dian路lu。當dang交jiao流liu電dian路lu中zhong含han有you容rong性xing或huo感gan性xing阻zu抗kang時shi，結jie論lun有you所suo改gai變bian
，就jiu是shi需xu要yao信xin號hao源yuan與yu負fu載zai阻zu抗kang的de的de實shi部bu相xiang等deng，虛xu部bu互hu為wei相xiang反fan數shu，這zhe叫jiao做zuo共gong厄e匹pi配pei。在zai低di頻pin電dian路lu中zhong，我wo們men一yi般ban不bu考kao慮lv傳chuan輸shu線xian的de匹pi配pei問wen題ti，隻zhi考kao慮lv信xin號hao源yuan跟gen負fu載zai之zhi間jian的de情qing況kuang，因yin為wei低di頻pin信xin號hao的de波bo長chang相xiang對dui於yu傳chuan輸shu線xian來lai說shuo很hen長chang
，傳chuan輸shu線xian可ke以yi看kan成cheng是shi“短線”

，反射可以不考慮（可以這麼理解：因為線短，即使反射回來，跟原信號還是一樣的）。從以上分析我們可以得出結論：如果我們需要輸出電流大
，則選擇小的負載R；如果我們需要輸出電壓大，則選擇大的負載R
；如果我們需要輸出功率最大，則選擇跟信號源內阻匹配的電阻R。有you時shi阻zu抗kang不bu匹pi配pei還hai有you另ling外wai一yi層ceng意yi思si，例li如ru一yi些xie儀yi器qi輸shu出chu端duan是shi在zai特te定ding的de負fu載zai條tiao件jian下xia設she計ji的de，如ru果guo負fu載zai條tiao件jian改gai變bian了le
，則ze可ke能neng達da不bu到dao原yuan來lai的de性xing能neng，這zhe時shi我wo們men也ye會hui叫jiao做zuo阻zu抗kang失shi配pei。

 

在zai高gao頻pin電dian路lu中zhong，我wo們men還hai必bi須xu考kao慮lv反fan射she的de問wen題ti。當dang信xin號hao的de頻pin率lv很hen高gao時shi
，則ze信xin號hao的de波bo長chang就jiu很hen短duan，當dang波bo長chang短duan得de跟gen傳chuan輸shu線xian長chang度du可ke以yi比bi擬ni時shi，反fan射she信xin號hao疊die加jia在zai原yuan信xin號hao上shang將jiang會hui改gai變bian原yuan信xin號hao的de形xing狀zhuang。

 

如果傳輸線的特征阻抗跟負載阻抗不匹配（相等）時，在負載端就會產生反射。

 

weishenmezukangbupipeishihuichanshengfansheyijitezhengzukangdeqiujiefangfa
，qianshedaoerjiepianweifenfangchengdeqiujie
，zaizheliwomenbuxishuole，youxingqudekecankandiancichangyuweibofangmianshujizhongdechuanshuxianlilun。

 

傳輸線的特征阻抗（也叫做特性阻抗）是由傳輸線的結構以及材料決定的，而與傳輸線的長度
，以及信號的幅度
、頻率等均無關。

 

例如，常用的閉路電視同軸電纜特性阻抗為75歐
，而一些射頻設備上則常用特征阻抗為50歐的同軸電纜。另外還有一種常見的傳輸線是特性阻抗為300歐的扁平平行線，這在農村使用的電視天線架上比較常見
，用來做八木天線的饋線。因為電視機的射頻輸入端輸入阻抗為75歐，所以300歐的饋線將與其不能匹配。實際中是如何解決這個問題的呢
？不知道大家有沒有留意到，電視機的附件中
，有一個300歐到75歐的阻抗轉換器（一個塑料包裝的，一端有一個圓形的插頭的那個東東，大概有兩個大拇指那麼大的）？它裏麵其實就是一個傳輸線變壓器，將300歐的阻抗，變換成75歐(ou)的(de)，這(zhe)樣(yang)就(jiu)可(ke)以(yi)匹(pi)配(pei)起(qi)來(lai)了(le)。這(zhe)裏(li)需(xu)要(yao)強(qiang)調(tiao)一(yi)點(dian)的(de)是(shi)，特(te)性(xing)阻(zu)抗(kang)跟(gen)我(wo)們(men)通(tong)常(chang)理(li)解(jie)的(de)電(dian)阻(zu)不(bu)是(shi)一(yi)個(ge)概(gai)念(nian)
，它(ta)與(yu)傳(chuan)輸(shu)線(xian)的(de)長(chang)度(du)無(wu)關(guan)，也(ye)不(bu)能(neng)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)歐(ou)姆(mu)表(biao)來(lai)測(ce)量(liang)。

 

為(wei)了(le)不(bu)產(chan)生(sheng)反(fan)射(she)

，負(fu)載(zai)阻(zu)抗(kang)跟(gen)傳(chuan)輸(shu)線(xian)的(de)特(te)征(zheng)阻(zu)抗(kang)應(ying)該(gai)相(xiang)等(deng)
，這(zhe)就(jiu)是(shi)傳(chuan)輸(shu)線(xian)的(de)阻(zu)抗(kang)匹(pi)配(pei)。如(ru)果(guo)阻(zu)抗(kang)不(bu)匹(pi)配(pei)會(hui)有(you)什(shen)麼(me)不(bu)良(liang)後(hou)果(guo)呢(ne)？如(ru)果(guo)不(bu)匹(pi)配(pei)，則(ze)會(hui)形(xing)成(cheng)反(fan)射(she)，能(neng)量(liang)傳(chuan)遞(di)不(bu)過(guo)去(qu)，降(jiang)低(di)效(xiao)率(lv)；會在傳輸線上形成駐波（簡單的理解，就是有些地方信號強
，有些地方信號弱）
，導致傳輸線的有效功率容量降低；功率發射不出去
，甚至會損壞發射設備。如果是電路板上的高速信號線與負載阻抗不匹配時
，會產生震蕩，輻射幹擾等。

 

 

第一，可以考慮使用變壓器來做阻抗轉換
，就像上麵所說的電視機中的那個例子那樣。

 

第二

，可以考慮使用串聯/並聯電容或電感的辦法
，這在調試射頻電路時常使用。

 

第三，可以考慮使用串聯/並聯電阻的辦法。

 

一yi些xie驅qu動dong器qi的de阻zu抗kang比bi較jiao低di
，可ke以yi串chuan聯lian一yi個ge合he適shi的de電dian阻zu來lai跟gen傳chuan輸shu線xian匹pi配pei，例li如ru高gao速su信xin號hao線xian，有you時shi會hui串chuan聯lian一yi個ge幾ji十shi歐ou的de電dian阻zu。而er一yi些xie接jie收shou器qi的de輸shu入ru阻zu抗kang則ze比bi較jiao高gao
，可ke以yi使shi用yong並bing聯lian電dian阻zu的de方fang法fa，來lai跟gen傳chuan輸shu線xian匹pi配pei
，例li如ru，485總線接收器，常在數據線終端並聯120歐的匹配電阻。

 

為了幫助大家理解阻抗不匹配時的反射問題，我來舉兩個例子：假設你在練習拳擊——打沙包。如果是一個重量合適的
、硬(ying)度(du)合(he)適(shi)的(de)沙(sha)包(bao)，你(ni)打(da)上(shang)去(qu)會(hui)感(gan)覺(jiao)很(hen)舒(shu)服(fu)。但(dan)是(shi)
，如(ru)果(guo)哪(na)一(yi)天(tian)我(wo)把(ba)沙(sha)包(bao)做(zuo)了(le)手(shou)腳(jiao)，例(li)如(ru)
，裏(li)麵(mian)換(huan)成(cheng)了(le)鐵(tie)沙(sha)
，你(ni)還(hai)是(shi)用(yong)以(yi)前(qian)的(de)力(li)打(da)上(shang)去(qu)

，你(ni)的(de)手(shou)可(ke)能(neng)就(jiu)會(hui)受(shou)不(bu)了(le)了(le)——這zhe就jiu是shi負fu載zai過guo重zhong的de情qing況kuang，會hui產chan生sheng很hen大da的de反fan彈dan力li。相xiang反fan，如ru果guo我wo把ba裏li麵mian換huan成cheng了le很hen輕qing很hen輕qing的de東dong西xi，你ni一yi出chu拳quan，則ze可ke能neng會hui撲pu空kong，手shou也ye可ke能neng會hui受shou不bu了le——這就是負載過輕的情況。另一個例子，不知道大家有沒有過這樣的經曆：就是看不清樓梯時上/下樓梯，當你以為還有樓梯時
，就會出現“負載不匹配”這樣的感覺了。當然
，也許這樣的例子不太恰當

，但我們可以拿它來理解負載不匹配時的反射情況。