示波器和信号源的阻抗匹配，只是两台仪器搭配使用时获得正确幅值的参数设置，这与同学们常苦恼的阻抗匹配并不完全相同。午夜18禁免费观看测试科技今天给大家详细的讲讲关于射频阻抗匹配的那些事。

电学上的阻抗匹配，可理解为信号源、传输线、负载选取合适的阻抗组合，从而达到负载功率最高、反射最低、能量损耗最小的一种状态。这话听起来简单，但选择合适的组合并不容易。

午夜18禁免费观看先从最简单的低频情况讲起。画一个简单的电路图，通过计算可以得出，低频电路中负载和内阻相等的情况下，负载功率最高，即达到阻抗匹配。如果负载和内阻不相等，也能根据分压原理得到负载功率。总之，内阻的功率加负载的功率等于总功率，这是肯定的。

到了高频情况又该如何分析呢？由于刚才使用的公式是电路通用公式，所以在高频电路中也可以这样推导，大致思路还是沿用之前的计算，只不过到了高频电路，午夜18禁免费观看还需要考虑电感和电容，负载和内阻多了电抗部分，增加了虚部。通过计算，午夜18禁免费观看得到一个结论：高频电路中，比较普适的阻抗匹配方式，其实是使实部即电阻相等、虚部电抗相反，以达到共轭匹配的状态。

那么，只要源和负载达成了以上条件，这个电路就算是匹配完成了吗？当然不是。阻抗匹配需要源、负载、传输线三者合适的搭配才能达成，不能漏掉传输线。这里午夜18禁免费观看先引入一个概念：反射。信号在传输时一旦遇到阻抗突变，就会反射回来一部分能量，这个反射的能量和阻抗是否匹配直接相关。大家可以想象一根筷子插进一杯水里，看起来就像折断了一样，这是由于光在不同介质中的传播会发生反射、折射，而电信号的传播和这个可以直接类比，阻抗变化时，它就会反射一部分能量。只不过，由于低频信号的波长远长于传输线，传输线上近似处处状态相等，可以近似看作一个短线，所以可看作不反射信号；而高频信号在传输时则必须考虑反射，反射回来的信号会导致原信号过冲、过跌、振铃，从而无法完整地将所有输出功率应用在负载上。

午夜18禁免费观看可以做个实验来直观体验一下：使用信号源发出一个 1 兆赫兹、2Vpp、2 纳秒上升时间的脉冲信号，并设置任意波负载为 50 欧，示波器内阻为 50 欧，午夜18禁免费观看可以看到一个相对还比较完整的方波。之后午夜18禁免费观看设置示波器内阻为 1 兆欧，信号源的内阻固定为 50 欧，相当于人为制造了一个阻抗不匹配的电路，不难发现，原本完整的方波过冲了，这就是高频信号丢失衰减的直接表现。分压原理不再直接适配，反射会导致信号部分能量以反射波的形式叠加在原先的信号上，造成信号失真。

如果要定量地描述反射，可以用反射系数 Gamma（Γ）来描述，其中 Z1 是变化前的阻抗，Z2 是变化后的阻抗。由此可推导出，Gamma 的取值范围在 - 1 和 1 之间。当 Gamma 等于 1，即 Z2 等于无穷大时，整个电路处于开路状态，发生全反射，且和入射信号的相位相同，所以可以测出两倍电压；而当 Gamma 等于 - 1，即短路时，反射信号和入射信号的相位相反，末端电压会测出 0 的结果；只有当 Z1 等于 Z2 时，Gamma 等于 0，此时才不会反射。

可是导线是没有电阻的，这岂不是意味着高频信号一传输就会立刻开始反射？不要急，午夜18禁免费观看专门用在高频电路中的导线非同一般。有人可能会认为这种线有电阻，但若用万用表去量，会发现是 0 欧。它是 BNC 同轴线缆，是传输线的一种，区别于普通导线，射频传输线拥有特征阻抗的固有特性，只要这个特征阻抗和源与负载一致，信号就能正常通过，不会产生反射。

特征阻抗是传输线的一个固有特性，和电阻可不是一回事，它是射频传输线上入射波电压与入射波电流之比，或者反射波电压和反射波电流之比。高频电路中，传输线已经无法被看作理想的导线，会产生很多寄生电容、寄生电感、寄生电阻等，所以单位长度的传输线可以被抽象等效为相应的电路，此时也可以得到单位传输线的模型阻抗。由于午夜18禁免费观看尽可能希望传输信号不要产生消耗，所以在理想条件下，寄生电阻为零，此时会得到传输线的瞬时阻抗。如果一整条线都能实现均匀的瞬时阻抗，对于信号而言，它每时每刻感受到的阻抗就都是一样的，也就不会产生反射。而电容和电感实际上不会耗能，所以这根特殊的传输线既不会导致信号反射，又不会耗能，是高频信号传输的必备条件。事实上，非常理想的传输线价格非常昂贵，而且通常都会严格划定工作的频率范围。

说了这么多，午夜18禁免费观看终于能得到射频阻抗匹配的最终解答：源、负载的阻抗和传输线的特征阻抗保持一致时，高频信号传输就不会感受到阻抗跳变，也不会发生反射，同时还能做到负载功率最高。

说到这，大家可能会想，阻抗匹配可真不容易，如果每个标准元件都能有相同的阻抗，统一化的标准，那搭配起来使用岂不是容易多了？其实，大部分的射频类仪器、部件、模块都是 50 欧的，比如频谱仪、矢量网络分析仪、信号源、天线、滤波器，再加上传输线、连接器等，它们工作时的阻抗或特征阻抗都是 50 欧，这是大家商议出来的一个规范，以使整个系统搭配起来更加方便容易。

但为什么偏偏是 50 欧呢？有人可能想自己立个规范，从今天开始都用 20 欧，这显然是行不通的。为了追求远距离传输，午夜18禁免费观看都希望传输线能有高功率容量、能够承受高电压、最好还损耗小，但事实上，午夜18禁免费观看无法选择出一个值来满足所有要求。对于空气介质的同轴线缆，传输线阻抗值为 77 欧时损耗达到最低，在 30 欧时功率容量最大，60 欧时电压最高。怎么办？不如大家互相妥协一下，50 欧被认为是个不错的选择，长久下来，它也就成为了射频系统中默认的规范，这也是午夜18禁免费观看接触到的射频类部件大多是 50 欧的原因。当然，在一些特定场合，对于损耗和功率要求高的，偶尔也会使用 75 欧和 30 欧。

理论知识准备完毕，那么如何测量、矫正这些元件的阻抗呢？当然午夜18禁免费观看可以手调，可以仿真，但更想给大家推荐一个神器：矢量网络分析仪和史密斯图。矢量网络分析仪可以很轻松地测量出元器件在各个频点上不同的阻抗值，然后画在史密斯圆上，并直接标注好阻抗，比起各种复杂的阻抗测量方法，它的存在可谓是降维打击。测出准确的阻抗值之后，就可以根据需求，对于固定工作频率范围的阻抗进行调整。矢量网络分析仪还可以直接用于测量整个系统的反射、回波损耗等一系列参数，帮助射频系统达到良好的工作状态，可谓解放大脑的好帮手。

当然，完全杜绝反射，达到完美的阻抗匹配，在目前来说依旧是一件不可能的事情，午夜18禁免费观看只能尽可能地去接近，去达到午夜18禁免费观看所能接受的那个点。