電路板設(shè)計為什么要阻抗匹配（一）

什么是電纜的阻抗，什么時候用到它？ 首先要知道的是某個導(dǎo)體在射頻頻率下的工作特性和低頻下大相徑庭。當(dāng)導(dǎo)體的長度接近承載信號的1/10波長的時候，good o1風(fēng)格的電路分析法則就不能在使用了。這時該輪到電纜阻抗和傳輸線理論粉墨登場了。 傳輸線理論中的一個重要的原則是源阻抗必須和負載阻抗相同，以使功率轉(zhuǎn)移達到最大化，并使目的設(shè)備端的信號反射最小化。在現(xiàn)實中這通常意味源阻抗和電纜阻抗相同，而且在電纜終端的接收設(shè)備的阻抗也相同。 電纜阻抗是如何定義的？ 電纜的特性阻抗是電纜中傳送波的電場強度和磁場強度之比。（伏特/米）/（安培/米）=歐姆 歐姆定律表明，如果在一對端子上施加電壓（E），此電路中測量到電流（I），則可以用下列等式確定阻抗的大小，這個公式總是成立： Z = E / I 無論是直流或者是交流的情況下，這個關(guān)系都保持成立。 特性阻抗一般寫作Z0（Z零）。如果電纜承載的是射頻信號，并非正弦波，Z0還是等于電纜上的電壓和導(dǎo)線中的電流比。所以特性阻抗由下面的公式定義： Z0 = E / I 電壓和電流是有電纜中的感抗和容抗共同決定的。所以特性阻抗公式可以被寫成后面這個形式： 其中 R=該導(dǎo)體材質(zhì)（在直流情況下）一個單位長度的電阻率，歐姆 G=單位長度的旁路電導(dǎo)系數(shù)（絕緣層的導(dǎo)電系數(shù)），歐姆 j=只是個符號，指明本項有一個+90''的相位角（虛數(shù)） π=3.1416 L=單位長度電纜的電感量 c=單位長度電纜的電容量 注：線圈的感抗等于XL=2πfL，電容的容抗等于XC=1/2πfL。從公式看出，特性阻抗正比于電纜的感抗和容抗的平方根。 對于電纜一般所使用的絕緣材料來說，和2πfc相比，G微不足道可以忽略。在低頻情況，和R相比2πfL微不足道可以忽略，所以在低頻時，可以使用下面的等式： 電纜的阻抗 本文準(zhǔn)備解釋清楚傳輸線和電纜感應(yīng)的一些細節(jié)，只是此課題的摘要介紹。如果您希望很好地使用傳輸線，比如同軸電纜什么的，就是時候買一本相關(guān)課題的書籍。什么是理想的書籍取決于您物理學(xué)或機電工程，當(dāng)然還少不了數(shù)學(xué)方面的底蘊。 什么是電纜的阻抗，什么時候用到它？ 首先要知道的是某個導(dǎo)體在射頻頻率下的工作特性和低頻下大相徑庭。當(dāng)導(dǎo)體的長度接近承載信號的1/10波長的時候，good o1風(fēng)格的電路分析法則就不能在使用了。這時該輪到電纜阻抗和傳輸線理論粉墨登場了。 傳輸線理論中的一個重要的原則是源阻抗必須和負載阻抗相同，以使功率轉(zhuǎn)移達到最大化，并使目的設(shè)備端的信號反射最小化。在現(xiàn)實中這通常意味源阻抗和電纜阻抗相同，而且在電纜終端的接收設(shè)備的阻抗也相同。