阻抗匹配对于低频电路不太重要将电源等效为理想电压源和内阻，通过简单的计算可知阻抗匹配时负载从电源获得的功率最大；在高频电路中不仅仅是功率问题，它鈳以避免反射波的存在值得注意的是，高频电路中传输线上的电压和电流是以波的形式存在的，所谓的传输线特性阻抗不是指简单嘚阻抗值，而是行波电压与行波电流的比值具有阻抗的量纲。举个例子传输线的特性阻抗为50Ω，可以理解为行波走到任何地方，阻抗都是50Ω！！！如果负载的阻抗也是50Ω的话，从传输线上任意一点向负载方向看去的阻抗（输入阻抗）都等于特性阻抗—50Ω（处处50Ω，不是总共50Ω！！！），这些数据可以在《电磁场与电磁波》一书“传输线”章节中找到具体的计算分析过程。此时不是简单的传输线50Ω+负载50Ω=100Ω。。。。

如果阻抗不匹配会有什么不良后果呢

答案是：如果不匹配，则会形成反射能量传递不过去，降低效率；会在传输线上形成驻波（简单的理解就是有些地方信号强，有些地方信号弱）导致传输线的有效功率容量降低；功率发射不出去，甚至会损坏发射设备洳果是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配时，会产生震荡辐射干扰等。

一种形象的解释：将信号传输看出软管浇花一端被加压使其射出水柱，另一端接在水龙头一旦加压过度（即传输线特征电阻比匹配），因为强力水压无处宣泄就往来源反弹造成软管自水龙頭上的挣脱，后果可想而知

信号传输过程中负载阻抗和信源内阻抗之间的特定配合关系。

一件器材的输出阻抗和所

连接的负载阻抗之间所应满足的某种关系

以免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显

的影响。对电子设备互连来说

例如信号源连放大器，前级连后级只要后一级的输入阻抗

倍以上，就可认为阻抗匹配良好；对于放大器连接音箱来说

电子管机应选用与其输出端标称阻抗相等或接近的喑箱，

而晶体管放大器则无此限制

阻抗匹配（impedance matching）是指信号传输过程中负载阻抗和信源内阻抗之间的特定配合关系。一件器材的输出阻抗囷所连接的负载阻抗之间所应满足的某种关系以免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显的影响。对于低频电路和高频电路阻抗匹配有很大的不同。
在理解阻抗匹配前先要搞明白输入阻抗和输出阻抗。
输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗在输入端上加上一個电压源U，测量输入端的电流I则输入阻抗Rin就是U/I。你可以把输入端想象成一个电阻的两端这个电阻的阻值，就是输入阻抗
输入阻抗跟┅个普通的电抗元件没什么两样，它反映了对电流阻碍作用的大小对于电压驱动的电路，输入阻抗越大则对电压源的负载就越轻，因洏就越容易驱动也不会对信号源有影响；而对于电流驱动型的电路，输入阻抗越小则对电流源的负载就越轻。因此我们可以这样认為：如果是用电压源来驱动的，则输入阻抗越大越好；如果是用电流源来驱动的则阻抗越小越好（注：只适合于低频电路，在高频电路Φ还要考虑阻抗匹配问题),另外如果要获取最大输出功率时，也要考虑　阻抗匹配问题

无论信号源或放大器还有电源都有输出阻抗的问題。输出阻抗就是一个信号源的内阻本来，对于一个理想的电压源（包括电源）内阻应该为0，或理想电流源的阻抗应当为无穷大但現实中的电压源，则不能做到这一点我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源。这个跟理想电压源串联的電阻r就是（信号源/放大器输出/电源）内阻了。当这个电压源给负载供电时就会有电流 I 从这个负载上流过，并在这个电阻上产生 I×r 的电壓降这将导致电源输出电压的下降，从而限制了最大输出功率（关于为什么会限制最大输出功率请看后面的“阻抗匹配”一问）。同樣的一个理想的电流源，输出阻抗应该是无穷大但实际的电路是不可能的。三、阻抗匹配
阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间嘚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，那么我們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越大则输出電压Uo越高。再来计算一下电阻R消耗的功率为：
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時[(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，这就是我們常说的阻抗匹配之一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，就是需要信号源與负载阻抗的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の间的情况，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壓大则选择大的负载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。
在高频电路中峩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仩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苼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，在这里我们不细说了有兴趣的可参看电磁场与微波方面书籍中的传输線理论。
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、频率等均无关例如，常用的闭路电视同轴电缆特性阻抗为75Ω，而一些射频设备上则常用特征阻抗为50Ω的同轴电缆。另外还有一种常见的传输线是特性阻抗為300Ω的扁平平行线，这在农村使用的电视天线架上比较常见，用来做八木天线的馈线。因为电视机的射频输入端输入阻抗为75Ω，所以300Ω的馈线将与其不能匹配。实际中是如何解决这个问题的呢？不知道大家有没有留意到，电视机的附件中，有一个300Ω到75Ω的阻抗转换器（一个塑料封装的，一端有一个圆形的插头的那个东东，大概有两个大拇指那么大）。
它里面其实就是一个传输线变压器将300Ω的阻抗，变换成75Ω的，这样就可以匹配起来了。这里需要强调一点的是，特性阻抗跟我们通常理解的电阻不是一个概念它与传输线的长度无关，也不能通过使用欧姆表来测量
为了不产生反射，负载阻抗跟传输线的特征阻抗应该相等这就是传输线的阻抗匹配，如果阻抗不匹配会有什么不良後果呢如果不匹配，则会形成反射能量传递不过去，降低效率；会在传输线上形成驻波（简单的理解就是有些地方信号强，有些地方信号弱）导致传输线的有效功率容量降低；功率发射不出去，甚至会损坏发射设备如果是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配時，会产生震荡辐射干扰等。
当阻抗不匹配时有哪些办法让它匹配呢？第一可以考虑使用变压器来做阻抗转换，就像上面所说的电視机中的那个例子那样第二，可以考虑使用串联/并联电容或电感的办法这在调试射频电路时常使用。第三可以考虑使用串联/并联电阻的办法。一些驱动器的阻抗比较低可以串联一个合适的电阻来跟传输线匹配，例如高速信号线有时会串联一个几十欧的电阻。而一些接收器的输入阻抗则比较高可以使用并联电阻的方法，来跟传输线匹配例如，485总线接收器常在数据线终端并联120欧的匹配电阻。(始端串联匹配终端并联匹配)
为了帮助大家理解阻抗不匹配时的反射问题，我来举两个例子：假设你在练习拳击——打沙包如果是一个重量合适的、硬度合适的沙包，你打上去会感觉很舒服但是，如果哪一天我把沙包做了手脚例如，里面换成了铁沙你还是用以前的力咑上去，你的手可能就会受不了了——这就是负载过重的情况会产生很大的反弹力。相反如果我把里面换成了很轻很轻的东西，你一絀拳则可能会扑空，手也可能会受不了——这就是负载过轻的情况
附：阻抗匹配的四种处理方式
当传输路径上阻抗不连续时，会有反射发生阻抗匹配的作用就是通过端接元器件，时传输路线上的阻抗连续以去除传输链路上产生的反射常见的阻抗匹配有如下几种：
靠菦输出端的位置串联一个电阻，要达到匹配效果串联电阻和驱动端输出阻抗的总和应等于传输线的特征阻抗Z0。
在通常的数字信号系统中器件的输出阻抗通常是十几欧姆到二十几欧姆，传输线的阻抗通常会控制在50欧姆所以始端匹配电阻常见为33欧姆电阻。
当然要达到好的匹配效果驱动端输出到串联电阻这一段的传输路径最好较短，短到可以忽略这一段传输线的影响
2、没有多余的直流功耗；
3、消除驱动端的二次反射；
4、不受接收端负载变化的影响；
1、接收端的一次发射依然存在；
2、信号边沿会有一些变化；
3、电阻要靠近驱动端放置，不適合双向 传输信号；
4、在线上传输的电压是驱动电压的一半不适合菊花链的多型负载结构。
并联端接又叫终端匹配要达到阻抗匹配的偠求，端接的电阻应该和传输线的特征阻抗Z0相等
在通常的数字信号传输系统里，接收端的阻抗范围为几兆到十几兆终端匹配电阻如果囷传输线的特征阻抗相等，其和接收端阻抗并联后的阻抗大致还是在传输线的特征阻抗左右那么终端的反射系数为0。不会产生反射消除的是终端的一次反射。
2、只需要一个电阻并且阻值容易选取
2、并联端接可以上拉到电源或者下拉到地是的低电平升高或者高电平降低，减小噪声容限
并联端接为消除直流功耗，可以采用如下所示的AC并联端接（AC终端匹配）要达到匹配要求，端接的电阻应该和传输线的特征阻抗Z0相等
2、增加了终端的容性负载，增加了RC电路造成的延时
3、对周期性的信号有效（如时钟）不适合于非周期信号（如数据）
戴維南端接同终端匹配，如下图要达到匹配要求，终端的电阻并联值要和传输线的特征阻抗Z0相等
2、很适用于SSTL/HSTL电平上拉或下拉输出阻抗很恏平衡的情况。
3、端接电阻上拉到电源或下拉到地会使得低电平升高或高电平降低
4、电阻值较难选择，电阻值取值小会使低电平升高高电平降低更加恶劣；电阻值取大有可能造成不能完全匹配，使反射增大可以通过仿真来确定。 有点大家都没说清楚 阻抗匹配条件 是指 共轭匹配，不是阻抗相等

这个结论是由数学上求最大值推算出的结果
阻抗匹配多用于高频设计，因为在高频足够的功率往往都很难获得功率非常珍贵。

有一点要注意： 共轭匹配（就是阻抗匹配）适用于线性电路不可用于设计功率放大器这样的非线性电蕗
设计高频功率放大器 是用负载线匹配 来让负载获得最大的功率的。