本篇目录：

• 1、信号完整性基础03:阻抗匹配(2)
• 2、终端电阻的作用是什么
• 3、如何计算阻抗匹配?
• 4、阻抗变换器概述
• 5、什么是阻抗匹配
• 6、阻抗匹配共轭匹配

信号完整性基础03:阻抗匹配(2)

传输线信号完整性的重要一环是阻抗匹配，它确保信号从源端到终端的完整传输。传输线的特性阻抗决定了信号能否顺利通过，理想情况是源端阻抗（Zs）与特征阻抗（Z0）相等，即源端串联匹配，这时信号仅受传输线损耗影响，反射系数无关。

阻抗匹配（Impedance Matching）：通过添加电阻或电容器件以确保输入和输出阻抗一致，减少反射。偏移（Skew）：信号在不同接收点的时间差异，影响同步性能。振荡（Oscillation）：信号波形的反复过冲和下冲，分为欠阻尼振铃（Ringing）和过阻尼环绕振荡（Rounding）。

阻抗匹配（Impedance matching）是微波电子学里的一部分，主要用于传输线上，来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的，不会有信号反射回来源点，从而提升能源效益。

信号完整性基本上是阻抗匹配的问题。而影响阻抗匹配的因素有信号源的架构和输出阻抗(output impedance)，走线的特性阻抗，负载端的特性，走线的拓朴(topology)架构等。解决的方式是靠端接(termination)与调整走线的拓朴。

终端电阻的作用是什么

终端电阻的作用，一般是为了减弱在通信电缆中的信号反射。终端电阻，是一种电子信息在传输过程中遇到的阻碍。高频信号传输时，信号波长相对传输线较短，信号在传输线终端会形成反射波，干扰原信号，所以需要在传输线末端加终端电阻，使信号到达传输线末端后不反射。对于低频信号则不用。

终端电阻的作用：主要是用于匹配电路中的阻抗，减少信号反射，提高信号的传输效率。以下是关于终端电阻作用的详细解释：阻抗匹配 在电路传输中，当信号的源端与接收端之间的阻抗完全匹配时，信号传输最为有效。

终端电阻的作用有两条。阻抗匹配，匹配信号源和传输线之间的阻抗，减少反射，避免振荡。减少噪声，降低辐射，防止过冲。在串联应用情况下，串联的终端电阻和信号线的分布电容以及后级电路的输入电容组成RC滤波器，消弱信号边沿的陡峭程度，防止过冲。终端电阻，是一种电子信息在传输过程中遇到的阻碍。

（1）一般说法：终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。在通信过程中，有两种原因因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。

为减弱影响，常采用噪声抑制和加偏置电阻方法。终端电阻作用主要在于减弱通信电缆中的信号反射。它确保信号在传输线中传输时质量稳定，避免因终端阻抗不匹配导致的反射和波形失真。在实际应用中，终端电阻常用于数字电路中的时钟、信号高速传输、地址线和差分数据线的终端配置。

如何计算阻抗匹配?

1、公式：Z= R+i( ωL–1/（ωC）)说明：负载是电阻、电感的感抗、电容的容抗三种类型的复物，复合后统称“阻抗”，写成数学公式即是：阻抗Z= R+i(ωL–1/（ωC）)。其中R为电阻，ωL为感抗，1/（ωC）为容抗。

2、在进行阻抗匹配计算时，需要注意以下几点：确保信号源和负载的阻抗值在同一频率下测量。如果信号源或负载的阻抗值包含电感和电容成分，需要将其等效转换为电阻值进行计算。在高频率范围内，元件的引脚电阻和连接线的分布电容和电阻也需要考虑在内。

3、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的实部相等，虚部互为相反数，这叫做共厄匹配。

阻抗变换器概述

1、为了实现阻抗匹配，阻抗变换器是常用工具，常见的同轴线阻抗变换器包括直线渐变式和阶梯式。1954年，J.G.林维尔将负阻抗变换器引入有源滤波器领域并构建了相关理论。随着集成电路技术的发展，集成运算放大器被用于构建阻抗变换器，已成为现代阻抗变换器有源滤波器设计的核心技术。

2、阻抗变换器可分为广义阻抗变换器 (GIC）和广义阻抗倒量器(GII）两种。

3、阻抗变换器原理阻抗变换器是一种电子电路，它可以将一个电路中的电阻值转换成另一个电路中的电阻值。它的工作原理是，将一个电路中的电阻值转换成另一个电路中的电阻值，通过改变电路中的电压和电流来实现。阻抗变换器的结构一般由一个变压器、一个变阻器和一个控制电路组成。

4、只要在两段所需要匹配的传输线之间，插入一段或多段传输线段，就能完成不同阻抗之间的变换，以获得良好匹配，故称为阻抗变换器。一般压电传感器阻抗都很高，而信号放大处理部分的输入阻抗又大都很低（绝缘栅类场效应管除外）。阻抗变换器就是起到将压电传感器的高阻抗变换为信号放大处理部分需要的低阻抗。

5、变压器的原边阻抗与副边阻抗之比等于原边匝数与副边匝数之比的平方。对一次侧空载电路进行分析，画出空载一次侧等效电路。对二次侧负载电路进行分析，画出二次侧等效电路。通过对二次侧之间的电磁感应进行分析，把二次侧阻抗折算到一次侧。

6、称为频变负阻（FDNR），是有源网络中的又一种二端口元件。用两个运算放大器可实现回转器电路。若运算放大器为理想器件，且负载端接电容器C，则从输入端看进去的输入阻抗等效为一个电。此外，用来实现阻抗变换的网络元件尚可举出变压器、射极跟随器和各种传输线元件。

什么是阻抗匹配

阻抗匹配主要用于传输线上，以此来达到所有高频的微波信号均能传递至负载点的目的，而且几乎不会有信号反回来源点，从而提升能源效益。

负载阻抗匹配：负载阻抗等于传输线的特性阻抗称之为负载阻抗匹配。此时，传输线上只有从信号源到负载方向传输的入射波，而无从负载向信号源方向的反射波。源阻抗匹配：电源内阻等于传输线的特性阻抗称之为源阻抗匹配。源阻抗匹配常用的方法是在信号源之后加一个去耦衰减器或隔离器。

阻抗匹配是一种关键的概念，涉及信号传输中负载阻抗与信源内阻抗之间的理想配合。简单来说，当信号从一个设备（如信号源）传输到另一个设备（如放大器或音箱）时，两者阻抗的相等或特定关系有助于防止信号损失和功率减少。

阻抗匹配的概念：阻抗匹配 主要用于传输线上，以此来达到所有高频的微波信号均能传递至负载点的目的，而且几乎不会有信号反射回来源点。

阻抗匹配共轭匹配

总之，阻抗匹配，尤其是共轭匹配，对于确保信号源和负载之间高效、稳定的能量传输至关重要。通过合理设计和应用阻抗变换网络，可以实现最佳的阻抗匹配状态，最大化功率传输效率，优化电路性能。理解并掌握阻抗匹配的原理与应用，对于电路设计、信号处理等领域具有重要的理论与实践意义。

负载阻抗匹配：负载阻抗等于传输线的特性阻抗称之为负载阻抗匹配。此时，传输线上只有从信号源到负载方向传输的入射波，而无从负载向信号源方向的反射波。源阻抗匹配：电源内阻等于传输线的特性阻抗称之为源阻抗匹配。源阻抗匹配常用的方法是在信号源之后加一个去耦衰减器或隔离器。

深入解析：特征阻抗、阻抗匹配与共轭匹配的奥秘 在电子通信的脉络中，特征阻抗如同传输线的心脏，它定义了信号在传输过程中的基础特性。这个无损传输的基石，与线段长度相关的特性阻抗，是衡量信号能量流动的关键指标。

共轭匹配：在信号源给定的情况下，输出功率取决于负载电阻与信号源内阻之比K，当两者相等，即K=1时，输出功率最大。

阻抗匹配的关键在于共轭匹配，即实部相等且虚部相互抵消。尽管50欧姆是常见的理想匹配值，但实际负载阻抗如75GHz时的60欧与1pF电容并联，其阻抗并非实数50欧，而是复数45-j27，与标准50欧阻抗不匹配，导致S11性能不佳。

选用信号源的时候模匹配，电流最大的时候共轭匹配。只有选用共轭时，整个电路的阻抗最小，电路中的电流最大，这样负载电阻上才可以获的最大功率。信号源的共轭匹配就是使传输线的输入阻抗与信号源的内阻互为共轭复数，此时信号源的功率输出为最大。

到此，以上就是小编对于阻抗匹配性能的问题就介绍到这了，希望介绍的几点解答对大家有用，有任何问题和不懂的，欢迎各位老师在评论区讨论，给我留言。