一、什么是阻抗
在电学中，常把对电路中电流所起的阻碍浸染叫做阻抗。阻抗单位为欧姆，常用Z表示，是一个复数Z= R+i( ωL–1/(ωC))。详细说来阻抗可分为两个部分，电阻(实部)和电抗(虚部)。个中电抗又包括容抗和感抗，由电容引起的电流阻碍称为容抗，由电感引起的电流阻碍称为感抗。
图1 复数表示方法
二、阻抗匹配的主要性
阻抗匹配是指旗子暗记源或者传输线跟负载之间达到一种适宜的搭配。阻抗匹配紧张有两点浸染，调度负载功率和抑制旗子暗记反射。
1、调度负载功率
假定勉励源已定，那么负载的功率由两者的阻抗匹配度决定。对付一个空想化的纯电阻电路或者低频电路，由电感、电容引起的电抗值基本可以忽略，此时电路的阻抗来源紧张为电阻。如图2所示，电路中电流I=U/(r+R)，负载功率P=IIR。由以上两个方程可得当R=r时P取得最大值，Pmax=UU/(4r)。
图2 负载功率调度
2、抑制旗子暗记反射
当一束光从空气射向水中时会发生反射，这是由于光和水的光导特性不同。同样，当旗子暗记传输中如果传输线上发生特性阻抗突变也会发生反射。波长与频率成反比，低频旗子暗记的波长远远大于传输线的长度，因此一样平常不用考虑反射问题。高频领域，当旗子暗记的波长与传输线长出于相同量级时反射的旗子暗记易与原旗子暗记混叠，影响旗子暗记质量。通过阻抗匹配可有效减少、肃清高频旗子暗记反射。
图3 正常旗子暗记
图4 非常旗子暗记(反射引起超调)
三、阻抗匹配的方法
阻抗匹配的方法紧张有两个，一是改变组抗力，二是调度传输线。
改变阻抗力便是通过电容、电感与负载的串并联调度负载阻抗值，以达到源和负载阻抗匹配。
调度传输线是加长源和负载间的间隔，合营电容和电感把阻抗力调度为零。此时旗子暗记不会发生发射，能量都能被负载接管。高速PCB布线中，一样平常把数字旗子暗记的走线阻抗设计为50欧姆。一样平常规定同轴电缆基带50欧姆，频带75欧姆，对绞线(差分)为85-100欧姆。
四、阻抗匹配的运用
1、功放与音箱
无论是定阻抗式还是定电压式输出的功放，只有喇叭的总功率和功放的总功率相等时才能得到最佳的事情状态。音箱系统若要完备达到匹配是非常困难的，它的音频身分总是在一直的变革，好在音箱系统对阻抗匹配度哀求并不高。最常见到的喇叭阻抗的标示值是8欧姆，它表示当输入1KHz的正弦波旗子暗记，它呈现的阻抗值是八欧姆;或者是在喇叭的事情频率相应范围内，均匀阻抗为8欧姆。
图5 音箱
2、PCB走线
高频领域中，旗子暗记频率对PCB走线的阻抗值影响非常大。一样平常来说当数字旗子暗记边沿韶光小于1ns或者仿照旗子暗记频率超过300M时就要考虑阻抗问题。PCB走线阻抗紧张来自寄生的电容、电阻、电感系数，紧张成分有材料介电常数、线宽、线厚乃至焊盘的厚度等。PCB 阻抗的范围是 25 至120 欧姆，USB、 LVDS、 HDMI、 SATA等一样平常要做85-100欧姆阻抗掌握。
图6 走线匹配阻抗
3、天线设计
研究天线阻抗的紧张目的是为实现天线和馈线间的匹配。发射旗子暗记时应使发射天线与馈线的特性阻抗相等，以得到最好的旗子暗记增益。吸收旗子暗记时天线与负载应做共轭匹配，吸收机(负载)阻抗一样平常认为只有实数部分，因此须要用匹配网络来撤除天线的电抗部分并使它们的电阻部分相等。图7为天线阻抗匹配时常用的π型网络，利用网络剖析仪丈量阻抗以确定 C1、C2、C3 的取值，完成阻抗匹配。
图7 π型电路
4、终端匹配电阻
在设计CAN总线、485总线时常须要在差分线两端加终端电阻(匹配电阻)，以减少由特性阻抗突变造成的旗子暗记反射。如下图CAN总线网络，双绞线特性阻抗为120欧姆，若不加终端电阻两端直接悬空，空气的特性阻抗为无穷大。此时，极易涌现图4所示的旗子暗记反射。
图8 CAN总线网络
对付CAN总线来说，由于收发器对旗子暗记电平判断的采样点位置普遍靠后，因此旗子暗记反射一样平常不会影响通信缺点率。反射会影响产品的EMI特性，最直接的表现便是眼图实验效果差，存在两个非常突出。
图9 CAN总线眼图
致远电子的 M6G2C-256LI 核心板，紧张器件由 MPU、 DDR、 Flash、 power 四部分构成，看似大略的架构又是如何担保核心板的稳定性呢?差分蛇形走线、等长掌握、阻抗匹配、 PCB 分层设计、高速旗子暗记参考地等设计来担保产品的设计合理性，再合营旗子暗记完全性、旗子暗记眼图、旗子暗记脉冲等等仪器测试为产品稳定性保驾护航。
图10 M6G2C-256LI工业级核心板
