电子工程师需要搞懂的阻抗匹配
时间：2021-09-03 10:10:58
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[导读]什么是阻抗在电学中，常把对电路中电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗单位为欧姆，常用Z表示，是一个复数Z=Ri( ωL–1/(ωC))具体说来阻抗可分为两个部分，电阻（实部）和电抗（虚部）。其中电抗又包括容抗和感抗，由电容引起的电流阻碍称为容抗，由电感引起的电流阻碍称为感抗。阻抗匹配...
什么是阻抗
在电学中，常把对电路中电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗单位为欧姆，常用Z表示，是一个复数Z= R i( ωL–1/(ωC))具体说来阻抗可分为两个部分，电阻（实部）和电抗（虚部）。其中电抗又包括容抗和感抗，由电容引起的电流阻碍称为容抗，由电感引起的电流阻碍称为感抗。
阻抗匹配的理想模型
其最最理想模型当然是希望Source端的输出阻抗为50欧姆，传输线的阻抗为50欧姆，Load端的输入阻抗也是50欧姆，一路50欧姆下去，这是最理想的。
然而实际情况是：源端阻抗不会是50ohm，负载端阻抗也不会是50ohm，这个时候就需要若干个阻抗匹配电路
而匹配电路就是由电感和电容所构成，这个时候我们就需要使用电容和电感来进行阻抗匹配电路调试，以达到RF性能最优。
阻抗匹配的方法阻抗匹配的方法主要有两个，一是改变阻抗力，二是调整传输线。改变阻抗力就是通过电容、电感与负载的串并联调整负载阻抗值，以达到源和负载阻抗匹配。调整传输线是加长源和负载间的距离，配合电容和电感把阻抗力调整为零。此时信号不会发生发射，能量都能被负载吸收。高速PCB布线中，一般把数字信号的走线阻抗设计为50欧姆。一般规定同轴电缆基带50欧姆，频带75欧姆，对绞线（差分）为85-100欧姆。Smith圆图在RF匹配电路调试中的应用
Smith圆图上可以反映出如下信息： 阻抗参数Z，导纳参数Y，品质因子Q，反射系数，驻波系数，噪声系数，增益，稳定因子，功率，效率，频率信息等抗等参数。
是不是一脸懵，我们还是来看阻抗圆图吧：
1.上半圆阻抗为感抗，下半圆阻抗为容抗；
2.实轴为纯电阻，单位圆为纯电抗；
3.实轴的右半轴皆为电压波腹点（除开路点），左半轴皆为电压波节点（除短路点）；
4.匹配点（1，0），开路点（∞，∞）和短路点（0，0）；
5.两个特殊圆:最大的为纯电抗圆，与虚轴相切的为匹配圆；
6.两个旋转方向:逆时针转为向负载移动，顺时针转为向波源移动。
导纳圆图与阻抗圆图互为中心对称，同一张圆图，即可以当作阻抗圆图来用，也可以当作导纳圆图来用，但是在进行每一次操作时，若作为阻抗圆图用则不能作为导纳圆图。
Smith圆图中，能表示出一些很有意思的特征：
在负载之前串联或并联一个可变电感/电容，电路图如下图左侧4个图所示，将得到Smith圆图上右侧的几条曲线。对应Smith阻抗圆及导纳圆，其运动轨迹如下：
1、使用Smith阻抗圆时，串联电感顺时针转，串联电容逆时针转；
2、使用Smith导纳圆时，并联电感，逆时针转，并联电容顺时针转。
END
来源：网络版权归原作者所有，如有侵权，请联系删除。
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在电学中，常把对电路中电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗单位为欧姆，常用Z表示，是一个复数Z= R i( ωL–1/(ωC))具体说来阻抗可分为两个部分，电阻（实部）和电抗（虚部）。其中电抗又包括容抗和感抗，由电容引起的电流阻碍称为容抗，由电感引起的电流阻碍称为感抗。
阻抗匹配的理想模型
其最最理想模型当然是希望Source端的输出阻抗为50欧姆，传输线的阻抗为50欧姆，Load端的输入阻抗也是50欧姆，一路50欧姆下去，这是最理想的。
然而实际情况是：源端阻抗不会是50ohm，负载端阻抗也不会是50ohm，这个时候就需要若干个阻抗匹配电路
而匹配电路就是由电感和电容所构成，这个时候我们就需要使用电容和电感来进行阻抗匹配电路调试，以达到RF性能最优。
阻抗匹配的方法阻抗匹配的方法主要有两个，一是改变阻抗力，二是调整传输线。改变阻抗力就是通过电容、电感与负载的串并联调整负载阻抗值，以达到源和负载阻抗匹配。调整传输线是加长源和负载间的距离，配合电容和电感把阻抗力调整为零。此时信号不会发生发射，能量都能被负载吸收。高速PCB布线中，一般把数字信号的走线阻抗设计为50欧姆。一般规定同轴电缆基带50欧姆，频带75欧姆，对绞线（差分）为85-100欧姆。Smith圆图在RF匹配电路调试中的应用
Smith圆图上可以反映出如下信息： 阻抗参数Z，导纳参数Y，品质因子Q，反射系数，驻波系数，噪声系数，增益，稳定因子，功率，效率，频率信息等抗等参数。
是不是一脸懵，我们还是来看阻抗圆图吧：
1.上半圆阻抗为感抗，下半圆阻抗为容抗；
2.实轴为纯电阻，单位圆为纯电抗；
3.实轴的右半轴皆为电压波腹点（除开路点），左半轴皆为电压波节点（除短路点）；
4.匹配点（1，0），开路点（∞，∞）和短路点（0，0）；
5.两个特殊圆:最大的为纯电抗圆，与虚轴相切的为匹配圆；
6.两个旋转方向:逆时针转为向负载移动，顺时针转为向波源移动。
导纳圆图与阻抗圆图互为中心对称，同一张圆图，即可以当作阻抗圆图来用，也可以当作导纳圆图来用，但是在进行每一次操作时，若作为阻抗圆图用则不能作为导纳圆图。
Smith圆图中，能表示出一些很有意思的特征：
在负载之前串联或并联一个可变电感/电容，电路图如下图左侧4个图所示，将得到Smith圆图上右侧的几条曲线。对应Smith阻抗圆及导纳圆，其运动轨迹如下：
1、使用Smith阻抗圆时，串联电感顺时针转，串联电容逆时针转；
2、使用Smith导纳圆时，并联电感，逆时针转，并联电容顺时针转。
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