50ohm特征阻抗与阻抗匹配
阻抗匹配问题
说明：信号源输出阻抗一般都为50ohm ，信号源面板显示的输出信号幅度，频率是图2处信号的幅度，频率。
（1）若负载输入阻抗为50ohm ，则信号源输出与负载输入匹配，则负载获得的信号幅度，频率与2处的电压幅度理论上一致。
（2）若负载输入阻抗为1Mohm ，则信号源输出与负载输入不匹配，则负载获得的信号幅度，频率与1处的电压幅度理论上一致。
◆ 纯电阻电路：低频和高频都存在；（匹配）1、 负载电阻R 电压：11l i i R U U U r R r R==++；负载电阻越大，则负载获得的电压越高。
2、 负载R 电流：il U i R r=+；负载越小，则负载获得的电流越小。
3、 负载获得的功率：222222//24l i l i i U U R r P i R U R U R r R R r R r ⎛⎫⎛⎫====++≤ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭；当且仅当R=r 时；负载功率最大。
◆ 存在容性和感性阻抗时，（共轭匹配）共轭匹配：当交流电路中含有容性或感性阻抗时，若信号源与负载阻抗的实部相等，虚部互为相反数，此时负载获得最大功率。
源电抗：r r Z r jX =+负载电抗：R R Z R jX =+ 负载功率：()()()()()()222222222142R r R r R r R r U RU U U P r R r X X R r X X r X X R r X X R R R R===≤⎛⎫+++⎡⎤+++++++++ ⎪⎣⎦⎝⎭ 当且仅当R rR rX X =⎧⎨=-⎩时，负载获得最大功率。
结论：1、需要大的电流输出，则选择小的负载R ；2、需要大的电压输出，则选择大的负载R ；3、需要输出最大功率，则选择与信号源内阻匹配的电阻R 。
（功率传递！）低频时，信号的波长相对与传输线来说很长，传输线可以看成短线，反射可以不考虑。
高频时，f c λ=；信号频率很高时，信号的波长就很短，当波长和传输线的长度可以比拟时，反射信号叠加在原来信号上将会改变原信号的形状。
阻抗匹配概念
阻抗匹配概念阻抗匹配概念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，电抗成份只数值相等而符号相反。
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。
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。
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。
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50Ω，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。
RC531读写器50欧姆匹配电路和天线设计资料
RC531读写器50欧姆匹配电路和天线设计资料1.50欧姆匹配电路设计：50欧姆匹配电路主要起到将读写器的输出阻抗与天线的输入阻抗进行匹配，以提高系统的传输效率和信号质量。
以下是50欧姆匹配电路设计的要点：1.1选择合适的匹配元件：常用的匹配元件有电容、电感、变压器等，根据具体的设计需求选择合适的匹配元件。
电容一般用于匹配阻抗的实部，电感一般用于匹配阻抗的虚部。
1.2进行匹配电路的仿真分析：使用相关的仿真软件（如ADS或CST等），对设计的匹配电路进行仿真分析，通过调整匹配元件的数值和布局，优化匹配电路的性能，使得输入阻抗和输出阻抗达到50欧姆。
1.3考虑频率补偿：射频读写器的工作频率通常是在900MHz到2.45GHz范围内，由于工艺、环境等因素的影响，实际工作频率可能会有一定的偏差。
因此，在设计匹配电路时，需要考虑频率补偿，以适应不同频率下的匹配要求。
2.天线设计：2.1选择合适的天线类型和工作频率：常见的天线类型包括电磁振子天线、磁性环形天线等，根据具体的应用场景和读写器的工作频率，选择合适的天线类型和工作频率。
2.2设计天线的尺寸和布局：天线的尺寸和布局对于射频信号的辐射和接收起到重要的影响。
在设计过程中，需要考虑天线的辐射效率、方向性、增益等指标。
同时，根据实际应用需求，选择合适的天线形状和布局方式，如直线天线、环形天线、贴片天线等。
2.3考虑多路径效应：在实际应用中，射频信号可能会受到多径效应的干扰，即信号经过不同路径的传播而形成多个到达目标点的信号。
因此，在设计天线时，需要考虑多径效应对信号接收的影响，并采取相应的措施进行补偿和抑制。
以上是RC531读写器的50欧姆匹配电路和天线设计的要点。
在实际设计中，还需考虑系统的功耗、尺寸、成本等因素，综合考虑才能得出最优的设计方案。
Why50ohms
-----------大哥牛于2008年7月30日 晚上21:30
2 of 2
2008-8-5 20:53
评论： 花了一个多小时翻译了这篇文章，以前一直都说阻抗匹配啊，什么50欧姆，75欧姆啊，但是确无 法说出原因来。凡是最会是有原因的，这篇文章很好的解释了用50欧姆的原因，由来。
1 of 2ຫໍສະໝຸດ 2008-8-5 20:53
为什么要用50欧姆
/articles/why-50-ohms.html
你可以从基本的物理学来证明50欧姆是最好的，电缆的趋肤效应损耗L（以分贝做单位）和总的趋 肤效应电阻R（单位长度）除以特性阻抗Z0成正比。总的趋肤效应电阻R是屏蔽层和中间导体电阻 之和。屏蔽层的趋肤效应电阻在高频时，和它的直径d2成反比。同轴电缆内部导体的趋肤效应电 阻在高频时，和他的直径d1成反比。总共的串联电阻R，因此和(1/d2 +1/d1)成正比。综合这些因 素，给定d2和相应的隔离材料的介电常数ER，你可以用以下公式来减少趋肤效应损耗。
在任何关于电磁场和微波的基础书中，你都可以找到Z0是d2，d1和ER的函数
把公式2带入公式1中，分子分母同时乘以d2,整理得到
公式3分离出常数项( /60)*(1/d2),有效的项((1+d2 /d1 )/ln(d2 /d1 ))确定最小点。仔细查看 公式三公式的最小值点仅由d2 /d1控制，和ER以及固定值d2无关。以d2 /d1为参数，为L做图，显示 d2 /d1=3.5911时，取得最小值。假定固态聚乙烯的介电常数为2.25，d2 /d1=3.5911得出特性阻抗 为51.1欧姆。很久之前，无线电工程师为了方便使用，把这个值近似为50欧姆作为同轴电缆最优 值。这证明了在50欧姆附近，L是最小的。但这并不影响你使用其他阻抗。例如，你做一个75欧姆 的电缆，有着同样的屏蔽层直径和绝缘体，趋肤效应损耗会增加12%。不同的绝缘体，用最优d2 /d1比例产生的最优阻抗会略有不同。
阻抗匹配的研究
阻抗匹配的研究在高速的设计中，阻抗的匹配与否关系到信号的质量优劣。
阻抗匹配的技术可以说是丰富多样，但是在具体的系统中怎样才能比较合理的应用，需要衡量多个方面的因素。
例如我们在系统中设计中，很多采用的都是源段的串连匹配。
对于什么情况下需要匹配，采用什么方式的匹配，为什么采用这种方式。
例如：差分的匹配多数采用终端的匹配；时钟采用源段匹配；1、串联终端匹配串联终端匹配的理论出发点是在信号源端阻抗低于传输线特征阻抗的条件下，在信号的源端和传输线之间串接一个电阻R，使源端的输出阻抗与传输线的特征阻抗相匹配，抑制从负载端反射回来的信号发生再次反射.串联终端匹配后的信号传输具有以下特点：A 由于串联匹配电阻的作用，驱动信号传播时以其幅度的50％向负载端传播；B 信号在负载端的反射系数接近＋1，因此反射信号的幅度接近原始信号幅度的50％。
C 反射信号与源端传播的信号叠加，使负载端接受到的信号与原始信号的幅度近似相同；D 负载端反射信号向源端传播，到达源端后被匹配电阻吸收；E 反射信号到达源端后，源端驱动电流降为0，直到下一次信号传输。
相对并联匹配来说，串联匹配不要求信号驱动器具有很大的电流驱动能力。
选择串联终端匹配电阻值的原则很简单，就是要求匹配电阻值与驱动器的输出阻抗之和与传输线的特征阻抗相等。
理想的信号驱动器的输出阻抗为零，实际的驱动器总是有比较小的输出阻抗，而且在信号的电平发生变化时，输出阻抗可能不同。
比方电源电压为＋4.5V的CMOS驱动器，在低电平时典型的输出阻抗为37Ω，在高电平时典型的输出阻抗为45Ω[4]；TTL驱动器和CMOS驱动一样，其输出阻抗会随信号的电平大小变化而变化。
因此，对TTL或CMOS电路来说，不可能有十分正确的匹配电阻，只能折中考虑。
链状拓扑结构的信号网路不适合使用串联终端匹配，所有的负载必须接到传输线的末端。
否则，接到传输线中间的负载接受到的波形就会象图 3.2.5中C 点的电压波形一样。
天线阻抗匹配 特性阻抗50欧姆
常见的射频同轴电缆绝大部分是５０Ω特性阻抗的，这是为什么呢？
通常认为导体的截面积越大损耗就越低，但事实并非完全如此。
同轴电缆的每单位长度的损耗是ｌｏｇＤ/ｄ的函数，也就是说和电缆的特性阻抗有关。
经过计算可以发现，当同轴电缆的特性阻抗为７７Ω时，单位长度的损耗最低。
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对于同轴电缆的最大承受功率，通常认为内外导体的间距越大，则同轴电缆可承受电压越高，即承受功率越大，但实际上也不完全准确。
同轴电缆的最大承受功率同样与其特性阻抗有关。
可以计算出当同轴电缆的特性阻抗为３０Ω时，其承受的功率最大。
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为了兼顾最小的损耗和最大的功率容量，应该在７７Ω和３０Ω之间找一个适当的数值。
二者的算术平均值为５３．５Ω，而几何平均值为４８．０６Ω；选取５０Ω的特性阻抗可以做到二者兼顾。
此外，５０Ω阻抗的连接器也更加容易设计和加工。
绝大部分应用于通信领域的射频电缆的特性阻抗是５０Ω；在广播电视中则用到７５Ω的电缆。
大部分的测试仪器都是５０Ω的阻抗，如果要测量７５Ω阻抗的器件，可以通过一个５０～７５Ω的阻抗变换器来进行阻抗匹配，但是需要注意这种阻抗变换器有约５．７ｄＢ的插入损耗
1/ 1。
50ohm特征阻抗与阻抗匹配
一、50ohm特征阻抗终端电阻的应用场合：时钟，数据，地址线的终端串联，差分数据线终端并联等。
终端电阻示图B.终端电阻的作用：1、阻抗匹配，匹配信号源和传输线之间的阻抗，极少反射，避免振荡。
2、减少噪声，降低辐射，防止过冲。
在串联应用情况下，串联的终端电阻和信号线的分布电容以及后级电路的输入电容组成RC滤波器，消弱信号边沿的陡峭程度，防止过冲。
C.终端电阻取决于电缆的特性阻抗。
D.如果使用0805封装、1/10W的贴片电阻,但要防止尖峰脉冲的大电流对电阻的影响，加30PF的电容.E.有高频电路经验的人都知道阻抗匹配的重要性。
在数字电路中时钟、信号的数据传送速度快时，更需注意配线、电缆上的阻抗匹配。
高频电路、图像电路一般都用同轴电缆进行信号的传送，使用特性阻抗为Zo＝150Ω、75Ω的同轴电缆。
同轴电缆的特性阻抗Zo，由电缆的内部导体和外部屏蔽内径D及绝缘体的导电率er决定：另外，处理分布常数电路时，用相当于单位长的电感L和静电容量C的比率也能计算，如忽略损耗电阻，则图1是用于测定同轴电缆RG58A/U、长度5m的输入阻抗ZIN时的电路构成。
这里研究随着终端电阻RT的值，传送线路的阻抗如何变化。
图1 同轴传送线路的终端电阻构成只有当同轴电缆的特性阻抗Zo和终端阻抗FT的值相等时，即ZIN＝Zo＝RT称为阻抗匹配。
Zo≠RT时随着频率f，ZIN变化。
作为一个极端的例子，当RT＝0、RT＝∞时可理解其性质(阻抗以，λ/4为周期起伏波动)。
图2是RT＝50Ω(稍微波动的曲线)、75Ω、dOΩ时的输人阻抗特性。
当Zo≠RT时由于随着频率，特性阻抗会变化，所以传送的电缆的频率特上产生弯曲.二、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（请参看输出阻抗一问），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。
总算讲明白什么是特性阻抗、阻抗匹配
总算讲明白什么是特性阻抗、阻抗匹配人认识事物总是有一个过程，一般都是从具体到抽象。
认识特性阻抗也是一样的，在我们认识特性阻抗之前，先认识跟特性阻抗比较相关的一个物理量—电阻。
电阻是一个实实在在的物理元器件，通过欧姆定律我们可以知道，电压、电流和电阻三者之间的关系，U=I*R我们通过一个具体的电路来分析这三者之间的具体关系，请看下面的一张最简单的电路图。
这个电路图只有一个电源一个电阻和一些导线组成。
当然这个电阻的阻值也可以通过用万用表来直接测量。
特性阻抗就不一样了，用万用表测量一根50欧姆特性阻抗时，将会发现是短路的。
这就需要我们从概念上区分电阻（哪怕是刚好是50欧姆的电阻）和特性阻抗是两码事。
就像温度上面的度（摄氏度）和角度上的度一样，不是一个东西。
电阻这个物理量大家都懂，这里就不解释了。
我们来分析一下这个特性阻抗到底是何方神圣，是在什么条件下才会用这个东西的。
其实特性阻抗是和射频紧密相隔的一个物理量，在认识特性阻抗之前先认识一下射频。
我们知道电台，手机通讯信号，wifi等都是向外部发射信号能量的装置，也就是说能量是从天线射出去，能量不再回来到天线了，可以想像就像机枪向外面扫射一样，子弹打出去就不回来了。
好了，明白射频这个东西之后，我们再来到具体的传输射频能量的导线上面来。
导线上面传输的射频信号也是一样的，希望它传过去就不要反传回来了，要是有能量反传回来就说明传输的效果差了。
为了更具体的说明特性阻抗这个东西我这里打一个比方：同一个电路板上面有2根导线（假设都是很长的两根线，你能想像它有多长就有多长），因为同一个板，那么2根导线的铜皮厚度都是一样的。
两根导线，长（无限长）和厚度是一样的，只能唯一不同的是宽度了，假设1号导线宽度是1（单位），2号导线是2（单位）。
也就是说2号线宽度是1号线的两倍。
下面的图可以具体看到两根导线的示意图。
如上图所示，假如同时都接的是一样的射频发射源，同样的一小段时间T，那么我们看看这两根导线会有什么区别。
RF中的阻抗匹配和50欧姆是怎么来的
文二）射频美：
so 你可以从基本的物理学来证明 欧姆是最好的， 电缆的趋肤效应损耗L (以 zo 分贝做单位）和总的趋肤效应电阻R (单位长度）除以特性阻抗 成正比。 总的
趋肤效应电阻R是屏蔽层和中间导体电阻之和。 屏蔽层的趋肤效应电阻在高频时， 和它的直径d2成反比。 同轴电缆内部导体的趋肤效应电阻在高频时， 和他的直径 d1成反比。 总共的串联电阻R, 因此和(1/d2+1/d1)成正比。 综合这些因素， 给 定d2和相应的隔离材料的介电常数ER, 你可以用以下公式来减少 趋肤效应损 耗。
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60 d2 ln(生也上
公式3 分离出常数项(/60)*(1/d2),有效的项((1 +d2/d1)/ln(d2/d1))确定最
小点。仔细查看公式三公式的最小值点仅由d2/d1控制，和ER 以及固定值 d2 无
关。以d2/d1为参数，为L做图，显示 d2/d1 =3.5911 时（注：解一个超越方
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把公式2带入公式1中，分子分母同时乘以d2,整理得到：
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外径电缆（博主注：d2) /除了提高强度外，更主要的原因是，外径越大，内径也
阻抗匹配COUPLING
输出电压为Vs
系统电容
接地电感 示波器内阻等于信号内阻
示波器内阻 Ro=50ohm
4
3-1.阻抗匹配 ( COUPLING )
负载效应 ( LOAD EFFECT ) 示波器与信号源分别为不同独立回路，因此示波器量测造成信号源的损坏，依负载的大小影响程度 不同，通常搭配探头提高示波器阻抗降低负载效应。 探头增加量测系统阻抗，降低负载效应。
示波器内阻 Ro=50ohm
3
3-1.阻抗匹配 ( COUPLING )
终端阻抗 ( TERMINAL ) 一般通讯信号或阻抗设计为 50Ohm 的电路 ( 信号产生器 )，正常使用应该搭配同轴电线 ( BNC ) ，不 须使用探头。
以下图例为交流电源分析：
Vs ~
信号阻抗 Rs=50ohm
DC COUPLING 与 AC COUPLING 的差异 阻抗匹配之设定为 DC1MOhm：观测直流信号＋交流信号。 阻抗匹配之设定为 AC1MOhm：观测交流信号，而直流信号被滤波。 阻抗匹配交直流設定。
11
3-1.阻抗匹配 ( COUPLING )
交直流信号 ( DIRECT+ALTERNATING CURRENT )
3-1.阻抗匹配( COUPLING )
COUPLING 设定为 低输入电阻 50Ohm 终端电阻 50Ohm 的设计 ( BNC+50Ohm ) 无源低压探头 ( 500Ohm ) 无源低压探头 ( 5KOhm )
COUPLING 设定为高输入阻抗 1MOhm 无源电压探头 ( 10MOhm ) 无源高压探头 ( 100MOhm ) 有源差动电压探头 ( 1MOhm )
COUPLING 自动设定输入电阻 有源电压探头 ( 1MOhm ) 有源差动电压探头 ( 1MOhm ) 有源电流探头 ( 1MOhm )
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧
两层板（双面板）如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道，在射频电路的设计过程中，走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情，尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中，由于工作频率很高（2.4GHz或者5.8GHz），特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆，那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时，其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下，原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”，已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance)，故在电路中不宜再称为”电阻”，而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时，免不了会造成混淆，为了有所区别起见，只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时，影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积，线路与接地层之间绝绿材质的厚度，以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子，已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内，则板子在制造过程中，必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗？在四层板或者六层板的时候，我们一般会在顶层（top）走射频的线，然后再第二层会是完整的地平面，这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的，顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗（在其他情况相同的情况下，走线越宽，特性阻抗越小）。
但是，在两层板的情况下，就不一样了。
两层板时，为了保证电路板的强度，我们不可能用很薄的电路板去做，这时，顶层和底层（参考面）之间的间距就会很大，如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗，那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm)，按照常规的做法，在Polar中设计，如下图线宽70mil，这是一个近乎荒谬的结论，简直令人抓狂。
阻抗匹配相关问题
阻抗匹配〔Impedance matching〕是微波电子学里的一局部，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。
大体上，阻抗匹配有两种，一种是透过改变阻抗力〔lumped-circuit matching〕，另一种那么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。
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。
[编辑]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，完成匹配阻抗匹配那么传输功率大，对于一个电源来讲，单它的阻等于负载时，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50Ω，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,这说明所有能量都被负载吸收了.反之那么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,对绞线那么为100欧姆,只是取个整而已,为了匹配方便. 阻抗从字面上看就与电阻不一样，其中只有一个阻字是一样的，而另一个抗字呢？简单地说，阻抗就是电阻加电抗，所以才叫阻抗；周延一点地说，阻抗就是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。
50欧阻抗天线设计说明
两层板（双面板）如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道，在射频电路的设计过程中，走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情，尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中，由于工作频率很高（2.4GHz或者5.8GHz），特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆，那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时，其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下，原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”，已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance)，故在电路中不宜再称为”电阻”，而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时，免不了会造成混淆，为了有所区别起见，只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时，影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积，线路与接地层之间绝绿材质的厚度，以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子，已要求”特性阻抗”须控制在某一围之，则板子在制造过程中，必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗？在四层板或者六层板的时候，我们一般会在顶层（top）走射频的线，然后再第二层会是完整的地平面，这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的，顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗（在其他情况相同的情况下，走线越宽，特性阻抗越小）。
但是，在两层板的情况下，就不一样了。
两层板时，为了保证电路板的强度，我们不可能用很薄的电路板去做，这时，顶层和底层（参考面）之间的间距就会很大，如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗，那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm)，按照常规的做法，在Polar中设计，如下图线宽70mil，这是一个近乎荒谬的结论，简直令人抓狂。
50欧姆阻抗匹配交流测量放大器
测量放大器调试报告题目：测量放大器Measuring amplifier design and commissioning reports学校：西北师范大学学院：物理与电子工程学院姓名：马云目录前言...................................................................................... 错误！未定义书签。
测量放大器简述 ............................................................................................................................ 错误！未定义书签。
设计任务........................................................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.测量放大器的设计 .............................................................................................................. 错误！未定义书签。
1.1 设计内容及要求...................................................................................... 错误！未定义书签。
1．3设计方案及实现 ................................................................................... 错误！未定义书签。
阻抗匹配
阻抗匹配基础-----------YorandeRF 系统中使用50欧姆匹配，为什么？50欧姆的选定是在可传输功率达到最大时的特征阻抗（30）和衰减最小时的特征阻抗之间的折中（77）。
在功率不大的有线电视系统中，特征阻抗就选用了70欧姆。
无源阻抗匹配在射频微波段，由于信号波长与传输线长度相当（尤其是在PCB 板级），此 时信号更多的是以功率波的形式存在，而非电压或电流。
因此，人们通常计算功 率增益而非电压或电流增益。
计算功率增益时则通常使用匹配网络，以达到从源 到负载的最大功率传输。
如果匹配网络设计的不恰当，负载无法吸收信号功率， 信号的传输就会出现问题，甚至引起电路振荡。
在射频IC 设计中，由于金属线长 通常比信号波长大很多，匹配网络使用不多，一般用于LNA 输入极、PA 和PA 缓冲级，以及需要测试的端口。
此时，不合适的匹配网络将使电路的性能大幅度 恶化。
匹配包括几种基本类别，这里分别介绍它们的计算方法。
Ⅰ、L 匹配总结计算公式： 1-==SP P S R R Q Q S S S R X Q = PP P X R Q =图B.1 L 匹配网络Qs:串联电路Q 值Qp:并联电路Q 值Rp:并联电阻Xp:并联电抗Rs:串联电阻Xs:串联电抗当负载与源阻抗为复数时，有两种基本方法：1、 当虚部值较小时，吸收其成为阻抗匹配的一部分。
2、 若虚部值大于匹配所需，可先将其谐振（使用一同频点等值反号的阻抗）。
而后即可将阻抗作为纯电阻处理。
Ⅱ、Pi 网匹配图B.2 Pi 网匹配网络图B.3 Pi 网的双L 网等效1-=RR Q H H R ：S R 与L R 中较大者 R ：虚R注意：1S X 与2S X 前负号表示其元件类型与与之相对的1P X 和2P X 相反。
即若1P X 为电容，则1S X 必为电感，反之亦然。
同样，若2P X 为电感，2S X 必为电容，反之亦然。
Ⅲ、T 网匹配图B.4 T 网匹配网络图B.5 T 网的双L 网等效 1-=small R RQR ：虚R Rsmall : S R 与L R 中较小者1S X 、1P X 、2S X 和2P X 计算同L 网。
50Mhz分立LC阻抗匹配网络ADS的设计
燕山大学课程设计说明书题目：50MHz分立LC阻抗匹配学院（系）：理学院年级专业：电子信息科学与技术学号: 080108040047学生姓名：鲍长江指导教师：徐天赋教师职称：讲师燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：理学院基层教学单位：08级电子信息科学与技术年月日50MHz分立LC阻抗匹配一.匹配的基本原理阻抗匹配的概念是射频电路设计中最基本的概念之一，贯穿射频电路设计始终。
阻抗匹配就意味着源传递给负载最大的RF功率。
换言之，要实现最大的功率传输，就必须使负载阻抗与源阻抗相匹配。
然而，它们的功能并不仅限于实现理想功率传输而在源和负载之间进行阻抗匹配。
事实上，许多实际的匹配网络并不仅仅为了减小功率损耗而设计的，它们还具有其他功能，如减小噪声干扰、提高功率容量和提高频率响应的线性度等。
二.Match the basic principleThe con cept of the impeda nee match ing is rf circuit desig n of one of the most basic con cept, throughout the rf circuit desig n always. Impeda nee match ing means tran sfer to load the largest source of RF power. I n other words, to achieve maximum power tran sfer, we must make the load impeda nee and source impeda nee matching. However, they are not confined to realize the function of the ideal power tran smissi on and in the source and load impeda nee matchi ng betwee n. In fact, many of the actual n etwork not only match in order to reduce loss of power and of the desig n, they also have other fun cti on, such as reduc ing no ise in terfere nee, improv ing power capacity and improve the freque ncy resp onse of lin ear degree, etc.S3[TF] platedlsptempl-"S_Parann _Qu»d .ae.smith-三•仿真步骤1. 新建ADS工程，新建原理图，如图所示Neineuntilled2Type Q£Netwprk0 Analog/KF Network Di t ai Si gxtal xig： NetworkCreate D«si gn in：Q Curr*rkt Window New Sch.@m ftti c Window NTew Layout WindowDesi gji Conf entd Sichemat i c W i r ar dSchematic De s i T eimplat.es (Op ti oxiaJL JDe si gji T e chnolo Files ；ADS StuidAr d： Length uni t—-mil ▼ Vi sw Details. h .Set a.s pr GJ eci de £ami t -OK CarLcal Help1.新建原理图.Term .. Termi Nurn=2Z =50 Ohm| oJ^f | S-PARAFJETERS '» S • Param - •■ s■■-SP1 »..Stairt=r1.QGHi Stop=lD.Cl Gl-lz Sfep^Q. 1 GHz2.新原理图New Design:!S_ParamSP1Start=1'.O MHz Stop=60 MHz Step=1.MHz"S Params Quad dB Smith"2.双击Term 端口，弹出设计对话框，分别把 Terml 设置成Z s =35-j*25 Ohm ,Term2设置成Z L =100-j*25 Ohm 。
特征阻抗 阻抗匹配 共轭匹配原理详解
特征阻抗、阻抗匹配、共轭匹配讲解特征阻抗、阻抗匹配、共轭匹配定义及原理详解如下：1.特征阻抗特征阻抗，也称特性阻抗，是传输线理论中的重要概念。
特征阻抗推导过程见附录1，位置x为传输线的任意处，特征阻抗为位置x处入射波的入射电压和入射电流之比，即：-------------------------------------------------------------公式1.1在公式1.1中，特征阻抗只与传输线单位长度的寄生电阻R、寄生电感L、寄生电导G和寄生电容C有关系，而与位置x无关。
特征阻抗推导过程假设前提是传输线单位长度特性是一样的，且是无限长的。
特征阻抗是瞬时阻抗，是传输线位置为x处在没有反射的情况下瞬时电压和瞬时电流的比值。
而直流阻抗也可以理解为瞬时阻抗，只是其任何时候的瞬时电压和瞬时电流比值都是一样的，但是直流阻抗与传输线位置x是有关系的，位置x越靠近原点，阻抗越大。
若频率w很低，则公式1.1表示的特征阻抗可以等效为：-------------------------------------------------------------公式1.2如果有一根导线无限长，且可等效为无穷个单位长度的寄生电阻R和寄生电导串并的分布式，那求解的阻抗是不是同公式1.2呢？显然不是，电阻是有损耗的，长度越大，等效阻抗越大，损耗越大。
推导过程哪里出问题了？待补充。
若频率w很高,则公式1.1表示的特征阻抗可以等效为：-------------------------------------------------------------公式1.3若传输线可以照公式1.3这样等效，则称为无损传输线。
而特征阻抗概念是针对无损传输线而言，或者近似无损传输线，主要针对无损寄生参数(寄生电感和寄生电容)？万用表测量的是直流阻抗，而非交流阻抗，所以若用万用表测量一个特征阻抗为50ohm的导线，将会发现它是短路的。
50欧姆传输棒和匹配计算
50欧姆传输棒和匹配计算
50欧姆传输棒是一种用于电子设备之间传输信号的连接器，它的电阻为50欧姆，能够提供良好的信号传输性能。
匹配计算是指在信号传输过程中，为了保证信号的传输质量，需要根据传输线路的特性阻抗值来进行匹配。
在50欧姆传输棒的应用中，匹配计算可以确保信号在传输棒和设备之间的过渡区域得到良好的匹配，减少信号反射和干扰。
具体的匹配计算方法可以根据传输线路的特性阻抗值和连接器的阻抗值进行计算。
通常可以利用传输线路的阻抗传输线参数和传输测量技术来进行匹配计算，确保信号传输的稳定性和可靠性。
匹配计算的目标是使传输线路和传输棒之间的阻抗相匹配，从而最大限度地减少信号的反射和干扰，提高信号传输的可靠性和性能。
匹配计算可以通过改变传输线路的宽度、长度和材料等参数，以及选择合适的连接器和匹配电路来实现。
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50ohm特征阻抗与阻抗匹配
一、50ohm特征阻抗
终端电阻示图
b.终端电阻的促进作用：
1、阻抗匹配，匹配信号源和传输线之间的阻抗，极少反射，避免振荡。
2、增加噪声，减少电磁辐射，避免过跳。
在串联应用领域情况下，串联的终端电阻
和信号线的分布电容以及后级电路的输出电容共同组成rc滤波器，扼制信号边沿的平缓
程度，避免过跳。
c.终端电阻依赖于电缆的特性阻抗。
d.如果使用0805封装、1/10w的贴片电阻,但要防止尖峰脉冲的大电流对电阻的影响，加30pf的电容.
e.存有高频电路经验的人都晓得阻抗匹配的重要性。
在数字电路中时钟、信号的数据
传送速度慢时，更需注意配线、电缆上的阻抗匹配。
高频电路、图像电路一般都用同轴电缆进行信号的传送，使用特性阻抗为zo＝150ω、75ω的同轴电缆。
同轴电缆的特性阻抗zo，由电缆的内部导体和外部屏蔽内径d及绝缘体的导电率为
er同意：
另外，处理分布常数电路时，用相当于单位长的电感l和静电容量c的比率也能计算，如忽略损耗电阻，则
图1就是用作测量同轴电缆rg58a/u、长度5m的输入阻抗zin时的电路形成。
这里研究随着终端电阻rt的值，传输线路的电阻如何变化。
图1同轴传送线路的终端电阻构成
只有当同轴电缆的特性阻抗zo和终端电阻ft的值成正比时，即zin＝zo＝rt称作阻
抗匹配。
zo≠rt时随着频率f，zin变化。
作为一个极端的例子，当rt＝0、rt＝∞时可理解
其性质(阻抗以，λ/4为周期起伏波动)。
图2就是rt＝50ω(稍微波动的曲线)、75ω、doω时的输人电阻特性。
当zo≠rt时
由于随着频率，特性阻抗可以变化，所以传输的电缆的频率特上产生伸展.
二、怎样理解阻抗匹配？
阻抗匹配就是指信号源或者传输线跟功率之间的一种最合适的配搭方式。
阻抗匹配分成低频和高频两种情况探讨。
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（请参看输出阻抗一问），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：i=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=i*i*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)。
即为，当负载电阻跟信号源内阻成正比时，功率可以赢得最小输出功率，这就是我们常说道的阻抗匹配之一。
对于氢铵电阻电路，此结论同样适用于于低频电路及高频电路。
当交流电路中所含容性或感性电阻时，结论有所发生改变，就是须要信号源与功率电阻的的实部成正比，虚部互为相反数，这叫作共厄相匹配。
在低频电路中，我们通常不考量传输线的相匹配问题，只考量信号源跟功率之间的情况，因为低频信号的波长相对于传输线来说很长，传输线可以看作就是“短线”，散射可以不考量（可以这么认知：因为线长，即使散射回去，跟原信号还是一样的）。
从以上分析我们可以得出结论：如果我们须要输入电流小，则挑选大的功率r；如果我们须要输入电压小，则挑选小的功率r；如果我们须要输出功率最小，则挑选跟信号源内阻相匹配的电阻r。
有时电阻不相匹配除了另外一层意思，比如一些仪器输入端的就是在特定的功率条件下设计的，如果功率条件发生改变了，则可能将超过没原来的性能，这时我们也可以叫作电阻失配。
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
毫无关系，也无法通过采用欧姆表去测量。
为了不产生散射，功率电阻跟传输线的特
征电阻必须成正比，这就是传输线的阻抗匹配。
如果电阻不相匹配可以存有什么不良后果呢？如果不相匹配，则可以构成散射，能量传递不过去，减少效率；可以在传输线上构成
驻波（直观的认知，就是有些地方信号弱，有些地方信号强），引致传输线的有效率功率
容量减少；功率升空不过来，甚至可以损毁升空设备。
如果就是电路板上的高速信号线与
功率电阻不相匹配时，可以产生盘整，电磁辐射阻碍等。
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。
为了协助大家认知电阻不相匹配时的散射问题，我去握两个例子：假设你在练摔
跤――踢沙包。
如果就是一个重量最合适的、硬度最合适的沙包，你PeopleSoft可以感
觉很难受。
但是，如果哪一天我把沙包搞了手脚，比如，里面改成了铁沙，你还是用以前
的力PeopleSoft，你的手可能将就可以受不了了――这就是功率太重的情况，可以产生非常大的反弹力。
恰好相反，如果我把里面改成了很小很小的东西，你一双节棍，则可能会
扑空，手也可能会受不了――这就是功率过轻的情况。
另一个例子，不晓得大家是不是过
这样的经历：就是看不清楚楼梯时上/下楼梯，当你以为除了楼梯时，就可以发生“功率
不相匹配”这样的感觉了。
当然，也许这样的例子不太恰当，但我们可以拎它去认知功率
不相匹配时的散射情况。
三、不同场合对输入输出阻抗的要求
如果建议电源采用效率高，电阻必须尽量大---此处的关键建议就是耗电量所作出的功。
如果建议收到功率低，例如题----此处的关键就是功率赢得功率必须尽量小。
如果是高频传输线，要求不能有反射，则线路阻抗（阻性）和终端阻抗相等（阻性）
----此处的关键目标是不能有或尽量减少反射。