EEPW论坛

认识特性阻抗

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****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****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。同一个****源，那么两根线的输出射频电压是一样的，射频传输的距离是一样的（假设都是光速，实际比光速少）。

唯一不同的是线宽，而2号线的线比1号线宽一倍，那么2号线需要1号线2倍的电量来填满多出的线宽面积(其实是导线铜皮与底面产生的电容效应)。也就是说：Q2=两倍的Q1。

因为  i = Q/T （射频电流=电量/时间），那么可以知道2号线的射频电流是1号线的两倍（因为时间是一样的，2号线电量是1号线的两倍）。

好了，我们知道了 i2=两倍的i1。

到了这里，我们找出个神秘的特性阻抗就不远了，为什么呢，因为我们知道电阻=电压/电流。其实特性阻抗也有这种关系：特性阻抗=射频电压/射频电流。

从上面我们知道，射频电压一样的，电流关系为 i2=两倍的i1 。

则2号线的特性阻抗只有1号线的一半！

这就是我们所说的线越是宽，特性阻抗越小。

上面是我举个例子说明特性阻抗与电阻的区别，以及为什么同样一个板子，特性阻抗与线宽有关系，与长度没有关系。

实际上影响特性阻抗的因素很多，包括材料，导线与底板地间距等等很多因素相关。

导线的特性阻抗用通俗的话来描述（只是比喻），就是导线对其上面传输的射频能量阻碍力的大小。

认识传输线的反射

上面我们是假设导线是无限长的，而实际上的导线长度是有限。当射频信号到达导线末端，能量没有办法释放，就会沿着导线反传回来。就跟我们对着墙喊，声音碰到墙反传回来产生回音。

阻抗匹配是针对射频等而言的，对于功率电路则不适用的，否则会烧掉东西。

我们常常听说特性阻抗50欧姆，75欧姆等等，这个50欧姆是怎么来的，为什么是50欧姆 而不是51欧姆呢，或者45欧姆呢？

这个是约定来的，50欧姆应该说对于一般射频电路传输效果更好。

也就是说，我们的导线，电缆要做50欧姆，是因为电路负载已经相当于50欧姆的电阻。你做别的阻抗值导线，就和负载不匹配。偏离越远，传输的效果就会越差！