阻抗匹配（Impedancematching）是微波電子學的一部分，也是射頻電路中非常重要的一部分，主要用于傳輸線路中，以達到能夠將所有高頻微波信號傳輸到負載點的目的。回溯到原點，提高能源效率。

一般來說，阻抗匹配有兩種：改變阻抗力（聚合電路匹配）和調整傳輸線的波長（傳輸線匹配）。要匹配一組線，首先將負載點的阻抗值歸一化，除以傳輸線的特征阻抗值，然后將這些值繪制在史密斯圓圖上。

改變阻抗力如果你在負載上串聯一個電容或電感來增加或減少負載的阻抗，圖表上的點會跟隨一個圓圈，代表實際電阻。當您將電容器或電感器接地時，圖形上的點首先從圖形中心旋轉180 度，然后沿著電阻圓移動，然后從中心旋轉180 度。可以通過重復上述方法完成匹配，直到電阻值為1，然后直接將阻抗改為0。

調整傳輸線將傳輸線從負載點拉長到源點，圖上的點沿著圖的中心逆時針移動，直到到達一個電阻值為1的圓圈，然后是電容或電感的阻抗增加。調整為0 以完成匹配。阻抗匹配是指傳輸功率大，在電源的情況下，當內阻與負載相同時，輸出功率最大，此時阻抗匹配。最大功率傳輸定理是在高頻沒有反射波。對于典型的寬帶放大器，輸出阻抗為50，在功率傳輸電路中應考慮阻抗匹配，但如果信號波長遠大于電纜長度，即如果電纜長度可以忽略不計，則沒有需要考慮阻抗匹配。阻抗匹配是指在傳輸能量時，負載阻抗必須等于傳輸線的特性阻抗，此時傳輸不會引起反射，也就是說能量全部被負載吸收。相反，在傳輸過程中存在能量損失。高速PCB布線時，線路阻抗為50歐，防止信號反射。這是一個大概的數字，一般來說，同軸電纜的基帶是50歐，頻帶是75歐，雙絞線是100歐，為了匹配方便，只是一個整數。阻抗與電阻并不完全一樣。這里只有一個抵抗的詞是相同的，另一個詞的抵抗是什么？簡單來說，阻抗就是電阻加電抗，所以叫阻抗，簡單來說，阻抗就是電阻、容抗、感抗相對于一個向量的總和。在直流電的世界里，物體阻擋電流的作用稱為電阻，雖然世界上所有的材料都有電阻，但只有電阻的區別。電阻低的材料稱為良導體，電阻高的材料稱為絕緣體，近來高科技領域稱為超導體的稱為電阻值接近于零的物體。但是，在交流電領域中，電容和電感除了阻礙電流流動的電阻外，還會阻礙電流的流動，這些作用稱為電抗，意思是對電流的抵抗作用。電容器和電感器的電抗分別稱為容抗和感抗，分別稱為容抗和感抗。測量單位是歐姆，就像電阻一樣，它的值與交流電的頻率有關。另外，容抗和感抗還有一個相位角的問題，相位角是一個向量的關系，所以說阻抗是向量的電阻和電抗之和。阻抗匹配是指通過匹配負載阻抗和激勵源的內部阻抗來獲得最大輸出的工作狀態。對于不同特性的電路，匹配條件是不同的。在純電阻電路中，當負載電阻等于激勵源的內阻時輸出功率最大，這種工作狀態稱為匹配，否則稱為失配。當激勵源的內阻和負載阻抗中含有電抗分量時，為使負載獲得最大功率，負載阻抗和內阻必須具有相同的共軛關系，即電阻分量必須相同， 和電抗分量具有相同的值和相反的符號。這種匹配條件稱為共軛匹配。

阻抗匹配的研究高速設計中的阻抗匹配與信號質量有關。阻抗匹配技術豐富多樣，但如何在特定系統中合理應用它們需要測量許多因素。例如，我們系統設計的很大一部分是源段的系列匹配。在什么情況下需要匹配，使用哪種匹配方法，為什么使用這種方法。

例如，大多數差分匹配采用終端匹配，時鐘采用源匹配。

a、串聯終端匹配串聯終端匹配的理論起點是信號源端的阻抗是信號源端的阻抗等于傳輸線的特性阻抗，而輸出端的阻抗等于傳輸線的特性阻抗。源端等于傳輸線的輸出阻抗，匹配抑制來自負載端的反射信號的再反射。信號傳輸后，串聯端匹配具有以下特點： 在串聯匹配電阻的影響下，驅動信號以50%的幅度傳播到負載側。在負載側，信號的反射系數接近+1，因此反射信號的幅度接近原始信號幅度的50%。反射信號與源端傳播的信號重疊，因此負載端接收到的信號約等于原始信號幅度。信號；信號傳播到源端，到達源端后被匹配電阻吸收。反射信號到達源端后，源端驅動電流降至零，直到下一次信號傳輸。與并聯匹配相比，串聯匹配不需要信號驅動器的大電流驅動能力。選擇串聯端匹配電阻值的原則很簡單。即匹配電阻值與驅動器輸出阻抗之和必須等于傳輸線的特性阻抗。理想信號驅動器的輸出阻抗為零，但實際驅動器的輸出阻抗總是相對較小，并且輸出阻抗會隨著信號電平的變化而變化。例如，電源電壓為+4.5V 的CMOS 驅動器在低電平時的典型輸出阻抗為37，在高電平時的典型輸出阻抗為45 [4]。 TTL 驅動器與CMOS 驅動器相同，輸出阻抗隨信號電平而變化。所以對于TTL 或CMOS 電路，不可能有非常精確的匹配電阻，只能被認為是一種折衷方案。鏈式拓撲中的信號網絡不適合串行終端，所有負載都必須連接在傳輸線的末端。可以看到有一段時間負載端的信號幅度是原始信號幅度的一半。顯然，此時信號處于不確定的邏輯狀態，信號的噪聲容限非常低。系列注冊是最常見的終止注冊方法。它的優點是功耗低，驅動器上沒有額外的直流負載，信號和地之間沒有額外的阻抗，并且只需要一個電阻元件。b、并聯終端匹配并聯端接匹配的理論起點是在信號源級阻抗較小的情況下，增加并聯電阻以匹配負載級的輸入阻抗和傳輸線的特性阻抗。消除負載端的反射。實現形式分為單電阻和雙電阻兩種形式。并聯終端匹配后的信號傳輸具有以下特點： 驅動信號沿傳輸線以幾乎全幅值傳播。所有反射都被匹配電阻吸收。負載端接收到的信號幅度近似為源端發送信號的幅度。在實際電路系統中，芯片的輸入阻抗非常高，因此在單個電阻的情況下，負載的并聯電阻值應接近或等于傳輸線的特性阻抗。假設傳輸線的特性阻抗為50，則R值為50。如果信號的高電平為5V，則信號的靜態電流為100mA。由于典型的TTL 或CMOS 電路的驅動能力很小，這種單電阻并聯匹配在這些電路中很少見。雙電阻形式的并聯匹配，也稱為戴維南終端，比單電阻形式需要更少的電流驅動能力。這是因為兩個電阻的并聯值與傳輸線的特性阻抗相匹配，每個電阻都大于傳輸線的特性阻抗。考慮到芯片的驅動能力，兩個電阻阻值的選擇應遵循三個原則：兩個電阻的并聯值等于傳輸線的特性阻抗，阻值信號接通時驅動電流過大給電源在低電平時不宜過小，以免過大，與地相連的電阻值也小； 

并聯終端匹配的優點是簡單易實現；明顯的缺點是它引入了直流功耗：單個電阻的直流功耗是否與信號的占空比密切相關？雙電阻模式無論信號是高電平還是低電平，都有直流功耗。因此，它不適用于高功耗的系統，例如電池供電的系統。此外，由于驅動能力的問題，一般的TTL和CMOS系統中不采用單電阻法，而雙電阻法需要兩個元件，需要在PCB上制作產品，因此對于高密度印刷電路板來說也是如此。當然，也有交流終端匹配和基于二極管的電壓鉗位等匹配方法。

[聲明]文章版權歸原作者所有，內容為作者個人觀點，本站只提供參考并不構成任何投資及應用建議，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責。如涉及作品內容、版權和其它問題，請在30日內與本網聯系，我們將在第一時間刪除內容！