如何阻抗匹配，电子工程师需要搞懂的内容

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什么是阻抗

在电学中，电路中对电流的阻碍作用常称为阻抗。阻抗单位是欧姆，通常表示为Z，是一个复数Z= R+i(?ωL–1/(ωC))

具体来说，阻抗可以分为两部分，电阻（实部）和电抗（虚部）。

电抗包括容抗和感抗。由电容引起的电流障碍称为容抗，由电感引起的电流障碍称为感抗。

理想的阻抗匹配模型

射频工程师经常遇到阻抗匹配问题。通俗地说，阻抗匹配的目的是保证信号或能量从“信号源”到“负载”的有效传输

最理想的模型当然是希望源端为 50 欧姆。传输线的阻抗为50欧，Load端的输入阻抗也是50欧。如果它一直下降到 50 欧姆，这是最理想的。

但实际情况是：源阻抗不会是50ohm，负载阻抗不会是50ohm ，这时候就需要几个阻抗匹配电路

，匹配电路由电感和电容组成。这时候就需要使用电容和电感进行阻抗匹配电路的调试，以达到最佳的射频性能。

阻抗匹配的方法

阻抗匹配的方法主要有两种，一种是改变阻抗，一种是调整传输线。

改变阻抗就是通过电容、电感和负载的串并联来调整负载阻抗值，达到源阻抗和负载阻抗匹配。

调整传输线就是拉长源与负载之间的距离，用电容和电感将阻抗调为零。

此时不会发射信号，能量可以被负载吸收。

在高速PCB布线中，数字信号的走线阻抗一般设计为50欧姆。一般规定同轴电缆基带为50欧，频段为75欧，对（差分）为85-100欧。

史密斯圆图在射频匹配电路调试中的应用

史密斯圆图可以反映以下信息：？阻抗参数Z、导纳参数Y、品质因数Q、反射系数、驻波系数、噪声系数、增益、稳定性因数、功率、效率、频率信息等参数。

是不是糊涂了，来看看阻抗圆图：

阻抗圆图的组成原理是利用输入阻抗与电压反射系数的一一对应关系来表示归一化的输入阻抗在反射系数在极坐标系中，其特点总结如下：

1．上半圆阻抗为感抗，下半圆阻抗为容抗；

2．实轴为纯电阻，单位为圆为纯电抗；

3．实轴右半为电压波腹（开路点除外），左半轴为电压波节点（短路点除外）；

4．匹配点(1, 0)、开路点(∞, ∞)和短路点(0, 0)；

5.两个特殊圆：最大的是纯电抗圆，匹配圆与虚轴相切；

6．两个旋转方向：逆时针旋转移动到负载，顺时针旋转移动到波源。

导纳圆图和阻抗圆图相互对称。同一个圆图可以用作阻抗圆图或导纳圆图。在一次操作中，如果用作阻抗圆图，则不能用作导纳圆图。

史密斯圆图，可以展示一些非常有趣的特性：

在负载之前串联或并联一个可变电感/电容。电路图如左侧4张图所示。如图所示，将获得史密斯圆图右侧的几条曲线。对应史密斯阻抗圆和导纳圆，轨迹如下：

1．使用史密斯阻抗圆时，串联电感顺时针旋转，串联电容逆时针旋转；

2 使用史密斯导纳圆时，并联电感逆时针旋转，并联电容顺时针旋转。

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文章来源：《电子设计工程》 网址: http://www.dzsjgc.cn/zonghexinwen/2021/0627/1418.html