什么是阻抗

阻抗分三種，電阻、電容、電感，三者阻抗表達式如下：

	符號	單位	表達式	備注
電阻	R	歐姆 Ω		電壓電流相位相同
電容	C	法拉 F		電壓相位落后電流90度
電感	L	亨利 H		電壓相位超前電流90度
阻抗	Z	歐姆 Ω		wL-1/wC < 0 稱為容性負載 wL-1/wC > 0 稱為感性負載

在具有電阻、電感和電容的電路里，各個元器件對電路中電流所起的阻礙作用叫做阻抗，其單位是歐姆，用符號Z表示，是一個復數，實部稱為電阻，虛部為電抗。其中電容在電路中對交流電所起的阻礙作用稱為容抗,電感在電路中對交流電所起的阻礙作用稱為感抗，電容和電感在電路中對交流電引起的阻礙作用總稱為電抗。我們常說的負載是電阻、電感的感抗、電容的容抗三種類型的復物，復合后統稱“阻抗”。

如果則稱為容性負載;如果則稱為感性負載。

傳輸線與特征阻抗

在射頻領域，用來傳輸高速信號的線纜叫做傳輸線，實際上就是有長度的兩根導線，所謂的有長度，就是指我們無法忽略導線長度對信號帶來的影響，或者說相對於傳輸信號的波長來說，線長度不可忽略。

常見的傳輸線有以下幾種：

雙絞線，我們平時用的RJ45口的網線就屬於雙絞線

同軸線，常見的射頻電纜一般都屬於同軸線，如BNC線

微帶線，一般的PCB表層高速走線都是屬於微帶線

帶狀線，一般的PCB內層高速走線都是屬於帶狀線。

一個高速信號從左邊輸入以一定速度經過這段導線，在一定位置信號會感受到傳輸線阻抗的作用，通常把這個感受到的阻抗叫做傳輸線在某個位置的瞬時阻抗，其值大小為：

其中//代表並聯運算，對於一根同軸線來說在這里電阻電感其實是很小的主要起作用的是電容的功勞，因此某種程度上傳輸線本身可以當做一個電容來看待。如果在某個位置的電容偏大的話，這個位置的瞬時阻抗也就越小。如果這條傳輸線是一條均勻的傳輸線，它在每一個位置的瞬時阻抗都是相同的，我們把這個固定的阻抗值叫做傳輸線的特征阻抗。我們常說的射頻線的特征阻抗50Ω，75Ω等就是這個意思。

Ref：Transmission line

2.反射

高速信號在傳輸線上傳輸遇到阻抗不連續的地方就會產生反射(比如發送端與傳輸線之間、傳輸線與接收端之間阻抗不匹配)，就會產生反射。反射電壓的大小和入射電壓以及傳輸線的阻抗有關，可以用如下公式計算反射系數：(其中Z0為傳輸線特征阻抗，Z1位終端阻抗)

而反射會導致過沖，振鈴，抖動，會影響上升沿，下降沿等，如下圖所示：

關於反射詳細原理及如何產生過沖振鈴這里就不多說了，可以參考如下文章：

Ref：信號反射的幾個重要體現（過沖、下沖、振鈴）及電路設計

Ref：關於傳輸線的反射原理的詳細解析

Ref：Reflection coefficient

3.阻抗匹配

反射是我們不希望產生的，為了盡量避免反射我們就要盡量做到信號鏈路上阻抗的連續性，比如信號源與傳輸線阻抗的相等，傳輸線與終端負載的阻抗相等，這就是阻抗匹配的概念。

阻抗不匹配對信號影響

1.匹配情況下功率發射效率達到最大，否則發射效率變小

2.不匹配情況下產生

http://m.elecfans.com/article/646558.html

對低頻信號影響？

高速數字信號影響？

對高速射頻信號影響？

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在信號完整性方面，阻抗不匹配可能帶來什么影響

簡單的說，阻抗不匹配會產生反射。而反射會導致過沖，振鈴，抖動，會影響上升沿，下降沿等。
在高頻電路中，當發送端與傳輸線之間、傳輸線與接收端之間阻抗不匹配時，就會產生反射。
一般來說，接收端的阻抗高於傳輸線的阻抗，根據反射原理，該處的反射信號與傳來的信號相位相同，因而會使得接收端的信號電平增強；
而發送端的阻抗低於傳輸線的阻抗，根據反射原理，該處的反射信號與傳來的信號相位相反，因而使得反射信號重新傳往接收端。
當傳輸線的阻抗較小時，其衰減作用抵不過反射的影響，到達接收端的信號在上升階段的末期以及下降階段的末期都會產生振鈴式的過沖現象。其中，在上升階段的末期產生
的超過1的過沖，叫做上沖；在下降階段的末期產生的低於0的過沖，叫做下沖。
如果發生了過沖振鈴，要使信號為1時的電平穩定在其對應的臨界值以上，或者要使信號為
0時的電平穩定在其對應的臨界值以下，無疑需要一段時間的等待。
否則，無論是微處理器利用未穩定下來的信號讀人，還是存儲器利用未穩定下來的信號寫入，都容易產生誤動。
可能過下面的路徑，詳細了解反射的形成及其影響：
http://www.edadoc.com/cn/TechnicalArticle/show.aspx?id=949