阻抗匹配——理清概念

taoxutaocc

还是不懂呀

qq445188506

[s:15]

ck052wxj

不明白，还是新手

chuanqimen

非常感谢学习一下下

mf3780

[s:11]  源端匹配的缺点呢

天彩2012

[s:9]

mx3351

一头雾水，能给个图么

chuanqiu313

谢谢分享

fengye

阻抗匹配问题我一直不太明白，但是楼主说得有些深奥，我还是不明白 [s:11]

daxia

阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
   我们先从直流电压源驱动一个负载入手，由于实际的电压源，总是有内阻的，我们可以把一个实际电压源，等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型，假设负载电阻为R，电源电动势为U，内阻为r，那么我们可以计算出流过电阻R的电流为：I=U/(R+r)，可以看出，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)]，可以看出，负载电阻R越大，则输出电压Uo越高。再来计算一下电阻R消耗的功率为：
     P=I²R=[U/(R+r)]²×R=U²×R/(R²+2R×r+r²)
     =U²×R/[(R-r)²+4×R×r]
     =U²/{[(R-r)²/R]+4×r}
     对于一个给定的信号源，其内阻r是固定的，而负载电阻R则是由我们来选择的，注意式中[(R-r)²/R]，当R=r时，[(R-r)²/R]可取得最小值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相等时，负载可获得最大输出功率，这就是我们常说的阻抗匹配之一；
   对于纯电阻电路，此结论同样适用于低频电路及高频电路，当交流电路中含有容性或感性阻抗时，结论有所改变，就是需要信号源与负载阻抗的实部相等，虚部互为相反数，这叫做共扼匹配；
   在低频电路中，我们一般不考虑传输线的匹配问题，只考虑信号源跟负载之间的情况，因为低频信号的波长相对于传输线来说很长，传输线可以看成是“短线”，反射可以不考虑（可以这么理解：因为线短，即使反射回来，跟原信号还是一样的）。
   从以上分析我们可以得出结论：如果我们需要输出电流大，则选择小的负载R；如果我们需要输出电压大，则选择大的负载R；如果我们需要输出功率最大，则选择跟信号源内阻匹配的电阻R，有时阻抗不匹配还有另外一层意思，例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的，如果负载条件改变了，则可能达不到原来的性能，这时我们也会叫做阻抗失配；
   在高频电路中，我们还必须考虑反射的问题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可以比拟时，反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状，如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不相等（即不匹配）时，在负载端就会产生反射，为什么阻抗不匹配时会产生反射，以及特征阻抗的求解方法，牵涉到二阶偏微分方程的求解，有兴趣的可参看电磁场与微波方面书籍中的传输线理论传输线的特征阻抗（也叫做特性阻抗）是由传输线的结构以及材料决定的，而与传输线的长度，以及信号的幅度、频率等均无关