英文名称： impedance matching基本概念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 大于前一级的输出阻抗 5-10 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音箱， 而晶体管放大器则无此限制， 可以 接任何阻抗的音箱匹配条件①负载阻抗等于信源内阻抗， 即它们的模与辐角分别相等， 这时在负载阻抗上可以得到 无失真的电压传输②负载阻抗等于信源内阻抗的共轭值， 即它们的模相等而辐角之和为零 这时在负载阻 抗上可以得到最大功率 这种匹配条件称为共轭匹配 如果信源内阻抗和负载阻抗均为纯阻 性，则两种匹配条件是等同的阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状 态对于不同特性的电路，匹配条件是不一样的 在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源 内阻时，则输出功率为最大，这种工作状态称为匹配，否则称为失配。
当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成份时， 为使负载得到最大功率， 负载阻抗与内阻 必须满足共扼关系， 即电阻成份相等， 电抗成份绝对值相等而符号相反 这种匹配条件称为 共扼匹配阻抗匹配( 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 源效益史密夫图表上 电容或电感与负载串联起来，即可增加或减少负载的阻抗值， 在图 表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动 如果把电容或电感接地， 首先图表上的点会以图 中心旋转 180 度，然后才沿电阻圈走动，再沿中心旋转 180 度重覆以上方法直至电阻值 变成 1 ，即可直接把阻抗力变为零完成匹配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，输出功率最大然而阻抗匹配的概念可以推广到交流电路，当负载阻抗与信号 源阻抗共轭时， 能够实现功率的最大传输， 如果负载阻抗不满足共轭匹配的条件， 就要在负 载和信号源之间加一个阻抗变换网络， 将负载阻抗变换为信号源阻抗的共轭， 实现阻抗匹配匹配分类大体上，阻抗匹配有两种，一种是透过改变阻抗力( lumped-circuit matching )，另 一种则是调整传输线的波长( transmission line matching )。
要匹配一组线路， 首先把负载点的阻抗值除以传输线的特性阻抗值来归一化， 然后把数值划在史密夫图表上1. 改变阻抗力把电容或电感与负载串联起来， 即可增加或减少负载的阻抗值， 在图表上的点会沿著代180 度，表实数电阻的圆圈走动如果把电容或电感接地，首先图表上的点会以图中心旋转然后才沿电阻圈走动，再沿中心旋转 180 度重复以上方法直至电阻值变成 1 ，即可直接把阻抗力变为零完成匹配2. 调整传输线由负载点至来源点加长传输线， 在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动， 直至 走到电阻值为 1 的圆圈上，即可加电容或电感把阻抗力调整为零，完成匹配阻抗匹配则传输功率大，对于一个电源来讲，单它的内阻等于负载时，输出功率最大， 此时阻抗匹配 最大功率传输定理， 如果是高频的话，就是无反射波 对于普通的宽频放大 器，输出阻抗 50 Q,功率传输电路中需要考虑阻抗匹配，可是如果信号波长远远大于电缆 长度， 即缆长可以忽略的话，就无须考虑阻抗匹配了阻抗匹配是指在能量传输时，要求负 载阻抗要和传输线的特征阻抗相等， 此时的传输不会产生反射， 这表明所有能量都被负载吸 收了反之则在传输中有能量损失高速 PCB 布线时，为了防止信号的反射，要求是线路 的阻抗为 50 欧姆。
这是个大约的数字， 一般规定同轴电缆基带 50 欧姆，频带 75 欧姆，对 绞线则为 100 欧姆，只是取个整而已，为了匹配方便何为阻抗阻抗是电阻与电抗在向量上的和 高频电路的阻抗匹配由于高频功率放大器工作于非线性状 态，所以线性电路和阻抗匹配（即：负载阻抗与电源内阻相等）这一概念不能适用于它因 为在非线性（如：丙类）工作的时候，电子器件的内阻变动剧烈：通流的时候，内阻很小； 截止的时候， 内阻接近无穷大 因此输出电阻不是常数 所以所谓匹配的时候内阻等于外阻， 也就失去了意义因此， 高频功率放大的阻抗匹配概念是：在给定的电路条件下， 改变负载 回路的可调元件，使电子器件送出额定的输出功率至负载这就叫做达到了匹配状态怎样理解阻抗匹配阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的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，那么我们可以计算出流过电阻 R的电流为：l=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，则输出电压 Uo越高再来计算一下电阻 R消耗的功率为：P=l*l*R=[U/(R+r)]*[U/(R+r)]*R=U*U*R/(R*R+2*R*r+r*r)=U*U*R/[(R-r)*(R-r)+4*R*r]=U*U/{[(R-r)*(R-r)/R]+4*r}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)*(R-r)/R] ，当 R=r 时， [(R-r)*(R-r)/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=U*U/(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之间的情况， 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压大，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， 我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上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匹配 （相等） 时，在负载端就会产生反射为什么阻抗 不匹配时会产生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线理论 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 75 欧，而一些射频设备上则常用特征阻抗为 50 欧的同轴电缆 另外还有一种常见的传输线是特性阻抗为 300 欧的扁平平 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 75 欧，所以 300 欧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 300 欧到 75 欧的阻抗转换器 （一 个塑料包装的， 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的） ？它里面 其实就是一个传输线变压器，将 300 欧的阻抗，变换成 75 欧的，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后果呢？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时， 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， 就像上面所说的电视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，你还是用以前的力打上去， 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，你一出拳，则可能会扑空，手也可能会受不了——这就是负载过 轻的情况另一个例子，不知道大家有没有过这样的经历：就是看不清楼梯时上 / 下楼梯，当你以为还有楼梯时，就会出现“负载不匹配”这样的感觉了当然，也许这样的例子不太 恰当，但我们可以拿它来理解负载不匹配时的反射情况高速 PCB 设计中的阻抗匹配（资料整理）阻抗匹配阻抗匹配是指在能量传输时， 要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等， 此时的传输不 会产生反射，这表明所有能量都被负载吸收了。
反之则在传输中有能量损失在高速 PCB 设计中，阻抗的匹配与否关系到信号的质量优劣PCB 走线什么时候需要做阻抗匹配？不主要看频率，而关键是看信号的边沿陡峭程度，即信号的上升 / 下降时间，一般认为 如果信号的上升/下降时间（按10%〜90%计）小于6倍导线延时，就是高速信号，必须注 意阻抗匹配的问题导线延时一般取值为 150ps/inch 特征阻抗信号沿传输线传播过程当中， 如果传输线上各处具有一致的信号传播速度， 并且单位长 度上的电容也一样， 那么信号在传播过程中总是看到完全一致的瞬间阻抗 由于在整个传输 线上阻抗维持恒定不变， 我们给出一个特定的名称， 来表示特定的传输线的这种特征或者是 特性， 称之为该传输线的特征阻抗 特征阻抗是指信号沿传输线传播时， 信号看到的瞬间阻 抗的值特征阻抗与 PCB 导线所在的板层、 PCB 所用的材质（介电常数） 、走线宽度、导 线与平面的距离等因素有关，与走线长度无关特征阻抗可以使用软件计算高速 PCB 布 线中，一般把数字信号的走线阻抗设计为 50 欧姆，这是个大约的数字一般规定同轴电缆 基带 。