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科研训练设计题目：高频电路阻抗匹配专业班级：科技0701姓名：李涛涛班内序号：16指导教师：梁猛地点：三号实验楼236时间：2010.9.14~2010.11.22电子科学与技术教研室目录摘要一引言 1 二问题分析 1 三基于匹配网络实现阻抗匹配 3 3.1 实现高频电路原理框图 3 3.2 匹配网络类型 3四理论分析 4 4.1 功率放大器的结构 4 4.2 高频谐振功率放大器工作过程5 4.3高频谐振功率放大器电流和电压波形 5 4.4 高频谐振功率放大器的负载特性 5 4.5高频谐振功率放大器的调谐特性 6 五具体实例 6 六结论 6参考文献摘要阻抗匹配是电路中常见的一种工作状态,当电路实现阻抗匹配时,将获得最大的功率传输。
反之,当电路阻抗失配时,不但得不到最大的功率传输,还可能对电路产生损害。
本文简要阐述了高频电路中的阻抗匹配以及采用什么方式的匹配。
关键词：高频电路阻抗匹配匹配网络一引言在高频领域，因高频的性质是电磁波，具有波的特性，所以要用电磁波传输理论来设计电路。
在传输过程中要尽量减少信号反射，就要考虑传输介质的材料特性、机械形状、尺寸等一系列参数，阻抗值实际是“波阻抗”，是一种等效阻抗。
阻抗不匹配会带来电磁波在电路里的反射，反射使得传输效率降低，噪声增加，电路性能下降，严重的还会烧毁功率器件。
低频下的匹配主要是为了让输出功率最大化；高频下的匹配主要是为了防止反射reflect。
所以在高频电路中如何使阻抗达到匹配，从而提高系统的性能是一个很关键的问题。
在此，主要以功率放大器来分析高频电路阻抗匹配。
二问题分析由于高频功率放大器工作于非线性状态，所以线性电路和阻抗匹配（即：负载阻抗与电源内阻相等）这一概念不能适用于它。
因为在非线性（如：丙类）工作的时候，电子器件的内阻变动剧烈：通流的时候，内阻很小；截止的时候，内阻接近无穷大。
因此输出电阻不是常数。
所以所谓匹配的时候内阻等于外阻，也就失去了意义。
阻抗匹配（Impedance Matching）学院：信息工程学院班级： 08通信一班姓名：______王鲲鹏_______学号： 0839050阻抗匹配（Impedance Matching）1.什么是阻抗匹配？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。
在低频电路中，一般不考虑传输线的匹配问题，只考虑信号源跟负载之间的情况，因为低频信号的波长相对于传输线来说很长，传输线可以看成是“短线”，反射可以不考虑（可以这么理解：因为线短，即使反射回来，跟原信号还是一样的）。
从以上分析可以得出结论：如果需要输出电流大，则选择小的负载R；如果需要输出电压大，则选择大的负载R；如果需要输出功率最大，则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。
当交流电路中含有容性或感性阻抗时，就需要信号源与负载阻抗的的实部相等，虚部互为相反数，此时达到匹配。
有时阻抗不匹配还有另外一层意思，例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的，如果负载条件改变了，则可能达不到原来的性能，这时我们也会叫做阻抗失配。
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相等（即不匹配）时，在负载端就会产生反射。
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。
阻抗匹配（Impedance Matching）在高频设计中是一个常用的概念，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。
匹配的实质就是设法在终端负载附近产生一新的反射波，使它恰好和负载引起的反射波等辐反相，彼此抵消，从而达到匹配传输的目的，从而提升能源效益。
一旦匹配完善，传输线即处于行波工作状态。
我来大概概括一下ADC输入阻抗的问题：1:SAR型ADC这种ADC内阻都很大，一般500K以上。
即使阻抗小的ADC，阻抗也是固定的。
所以即使只要被测源内阻稳定，只是相当于电阻分压，可以被校正。
2:开关电容型，如TLC2543之类。
他要求很低的输入阻抗用于对内部采样电容快速充电。
这时最好有低阻源，否则会引起误差。
实在不行，可以外部并联一很大的电容，每次被取样后，大电容的电压下降不多。
因此并联外部大电容后，开关电容输入可以等效为一个纯阻性阻抗，可以被校正。
3：FLASH.html">FLASH型（直接比较型）。
大多高速ADC都是直接比较型，也称闪速型（FLASH），一般都是低阻抗的。
要求低阻源。
对外表现纯阻性，可以和运放直接连接4：双积分型大多输入阻抗极高，几乎不用考虑阻抗问题5：Sigma-Delta型。
这是目前精度最高的ADC类型，也是最难伺候的一种ADC。
重点讲一下要注意的问题：a.内部缓冲器的使用。
SigmaDelta型ADC属于开关电容型输入，必须有低阻源。
所以为了简化外部设计，内部大多集成有缓冲器。
缓冲器打开，则对外呈现高阻，使用方便。
但要注意了，缓冲器实际是个运放。
那么必然有上下轨的限制。
大多数缓冲器都是下轨50mV，上轨AVCC-1.5V。
在这种应用中，共莫输入范围大大的缩小，而且不能到测0V。
一定要特别小心！一般用在电桥测量中，因为共模范围都在1/2VCC附近。
不必过分担心缓冲器的零票，通过内部校零寄存器很容易校正的。
b.输入阻抗问题。
SigmaDelta型ADC属于开关电容型输入，在低阻源上工作良好。
但有时候为了抑制共模或抑制乃奎斯特频率外的信号，需要在输入端加RC滤波器，一般DATASHEET上会给一张最大允许输入阻抗和C和Gain的关系表。
这时很奇怪的一个特性是，C 越大，则最大输入阻抗必须随之减小！刚开始可能很多人不解，其实只要想一下电容充电特性久很容易明白的。
1、概括：高速信号线中才考虑使用这样的电阻。
在低频情况下，一般是直接连接。
这个电阻有两个作用，第一是阻抗匹配。
因为信号源的阻抗很低，跟信号线之间阻抗不匹配（关于阻抗匹配，请看详述），串上一个电阻后，可改善匹配情况，以减少反射，避免振荡等。
第二是可以减少信号边沿的陡峭程度，从而减少高频噪声以及过冲等。
因为串联的电阻，跟信号线的分布电容以及负载的输入电容等形成一个RC 电路，这样就会降低信号边沿的陡峭程度。
大家知道，如果一个信号的边沿非常陡峭，含有大量的高频成分，将会辐射干扰，另外，也容易产生过冲。
2、详述（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。
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=I2×R=[U/(R+r)]2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2)=U2×R/[(R-r)2+4×R×r]=U2/{[(R-r)2/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)2/R]，当R=r时，[(R-r)2/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=U2/(4×r)。
即，当负载电阻跟信号源内阻相等时，负载可获得最大输出功率，这就是我们常说的阻抗匹配之一。
对于纯电阻电路，此结论同样适用于低频电路及高频电路。
阻抗匹配在高频设计中是一个常用的概念，下面对这个“阻抗匹配”进行解析。
阐述什么是阻抗匹配。
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。
高速 PCB布线时，为了防止信号的反射，要求是线路的阻抗为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,对绞线则为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相同的，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。
高频功率放大器阻抗匹配
高频功率放大器阻抗匹配是指通过调整负载阻抗，使得信号源与负载之间达到最佳的功率传输状态。
在高频功率放大器中，阻抗匹配的重要性更加突出，因为高频信号的能量传输更容易受到阻抗不匹配的影响。
高频功率放大器的阻抗匹配可以通过多种方法实现。
其中，采用变压器或者电感、电容进行阻抗转换是最常用的方法之一。
此外，还可以通过使用串联/并联电阻或者电感、电容的办法来进行阻抗匹配。
在进行阻抗匹配时，需要注意以下几点：
1.阻抗匹配的方式应该根据具体的应用场景和要求来选择。
例如，如果需要输出更大的功率，就需要选择更小的负载阻抗；反之，如果需要输出电压更高的信号，就需要选择更大的负载阻抗。
2.在进行阻抗匹配时，需要注意信号源与负载之间的功率传输效率。
如果阻抗不匹配，就会导致信号反射或者能量损失，从而影响整个系统的性能。
3.在高频功率放大器中，还需要考虑信号的频率和带宽对阻抗匹配的影响。
高频信号的传播更容易受到阻抗不匹配的影响，因此需要在设计时充分考虑信号的频率和带宽特性。
总之，高频功率放大器的阻抗匹配是实现高效能量传输的关键因素之一。
通过合理选择阻抗匹配的方式和参数，可以实现信号的高效传输和放大，从而满足各种应用场景的需求。
什么是阻抗匹配，其相关原理如何？阻抗匹配是微波学里的一部分，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，另一种则是调整传输线的波长。
改变阻抗力：把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。
阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到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。
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。
那么是否什么时候都要考虑阻抗匹配？在普通的宽频带放大器中，因为输出阻抗为50Ω，所以需要考虑在功率传输电路中进行阻抗匹配。
但是，实际上当电缆的长度对于信号的波长来说可以忽略不计时，就勿需阻抗匹配的。
考虑信号频率为1MHz，其波长在空气中为300m，在同轴电缆中约为200m。
在通常使用的长度为1m左右的同轴电缆中，是在完全可忽略的范围之内。
如果存在阻抗，那么在阻抗上就会产生功率消耗，所以不做阻抗匹配其结果就会使放大器的输出功率发生无用的浪费。
阻抗匹配
1.阻抗匹配的目的
阻抗匹配主要用于传输线上，以此来达到所有高频的微波信号均能传递至负载点的目的，而且几乎不会有信号反射回来源点，从而提升能源效益。
Ps：波的反射会造成驻波，从这点看来：插损一部分是介质和导体本身带来的系统损耗，还有一部分就是阻抗失配带来的VSWR，反射功率是要会抵消部分发射功率。
所以我应该大概可以认为VSWR不好，使设计问题，这时候的插损是可以通过优化设计改善，但如果驻波已经很好了，说明阻抗匹配，插损也就差不多了。
2.阻抗匹配的几种方法
（1）L网络（集总元件匹配）
使用场景：频率f≤1GHz
构造：串联电感L同时并联电容C/串联电容C同时并联电感L；
①输入电阻R0＜负载电阻R1，两个元件适合先串联后并联；
②输入电阻R0＞负载电阻R1，两个元件适合先并联后串联。
特点：成本低（只有两个元件）、Q值低（BW宽，选频性能差，挤滤波能力差），还有π型/T型网络都可以分解成两个L型网络分析，咱也看不懂，咱就不学了，都是利用了LC谐振。
计算方法：网上找小工具...
（2）短截线调谐
阻抗匹配的过程被称为调谐（大概），波导中常用，以下省略500字。
（3）四分之一波长变换器
当Z
in =Z
，波长为λ/4的奇数倍时，反射系数Γ=0，完全匹配，此时馈线上
没有驻波，不过λ/4匹配段内会有驻波存在，所以λ/4波长可用作阻抗变换；
注意：只能在一个频点获得完全匹配，附近频点越远，失配越严重。
①单节四分之一波长变换，匹配段的特征阻抗：Z
1= √（Z
Z
L
），相对带宽：
（f
2-f
1
）/f
0 。
Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011无线通信系统通常可由射频电路和数字电路两部分所组成，但两者在设计规则和应用场合的不同使之具有很大的差别，主要表现在阻抗、阻抗匹配、吸入电流、在系统的位置以及传输的类型等方面。
Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011当数字电路的数据传输速率接近或达到射频频率时，高速数字电路的结构和特点会发生变化，其阻抗匹配变得尤为重要。
高速数字电路的设计需要的设计经验和背景。
Feb. 18. 2011当信号源阻抗和负载阻抗不是正好共轭匹配时，为了实现信号源到负载之间的无相移最大功率传输，就需Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011 Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011 Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011廉、性能最可靠、调节最简便为第一目标基于集总元件的匹配电路拓扑结构Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011From SEIEE SJTU•从连接结构上来看，可以有串联连接和并联连接的不同连接，•从滤波特性上来看，可以有低通滤波器和高通滤波器之分•从匹配特性上来看，可以分别适用于Zs>ZL 或者Zs<ZLFeb. 18. 2011Feb. 18. 2011From SEIEE SJTU1Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011From SEIEE SJTURs<R LRs>R LFeb. 18. 2011(1) R S <R L选择LC 低通或CL 高通滤波结构的匹配电路：C S S f X L π2=S C S X f C π21=Feb. 18. 2011S L LL L S S S 选择CL 低通或LC 高通滤波结构的匹配电路：S C P f X L X f C ππ221==C S P f X L π2=Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011••Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011Feb. 18. 2011From SEIEE SJTUSmith 圆图匹配网络图解设计示意图Feb. 18. 2011Feb. 18. 20116. Feb. 18. 2011From SEIEE SJTUSmith 圆图上的四个区域：区域1：低电阻（或高电导）：区域2：高电阻（或低电导）：区域3：低电阻低电导正电抗：区域4：低电阻低电导正电抗：Feb. 18. 2011From SEIEE SJTUFeb. 18. 2011From SEIEE SJTUFeb. 18. 2011From SEIEE SJTUFeb. 18. 2011From SEIEE SJTUFeb. 18. 2011From SEIEE SJTU 匹配P2线路结构只可应用于区域1和4，而不能应用于区域2和3。
阻抗匹配与史密斯(Smith)圆图：基本原理在处理 RF 系统的实际应用问题时，总会遇到一些非常困难的工作，对各部分级联电路的不同阻抗进行匹配就是其中之一。
一般情况下， 需要进行匹配的电路包括天线与低噪声放大器(LNA)之间的匹配、 功率放大器输出(RFOUT)与天线之间的匹配、 LNA/VCO 输出与混频器输入 之间的匹配。
匹配的目的是为了保证信号或能量有效地从“信号源”传送到“负载”。
在高频端，寄生元件(比如连线上的电感、板层之间的电容和导体的电阻)对匹配网络具有明显的、不可预知的影响。
频率在数十兆赫兹 以上时，理论计算和仿真已经远远不能满足要求，为了得到适当的最终结果，还必须考虑在实验室中进行的 RF 测试、并进行适当调谐。
需要用计算值确定电路的结构类型和相应的目标元件值。
有很多种阻抗匹配的方法，包括•计算机仿真： 由于这类软件是为不同功能设计的而不只是用于阻抗匹配，所以使用起来比较复杂。
设计者必须熟悉用正确的 格式输入众多的数据。
设计人员还需要具有从大量的输出结果中找到有用数据的技能。
另外，除非计算机是专门为这个用途 制造的，否则电路仿真软件不可能预装在计算机上。
• • •手工计算： 这是一种极其繁琐的方法，因为需要用到较长(“几公里”)的计算公式、并且被处理的数据多为复数。
经验： 只有在 RF 领域工作过多年的人才能使用这种方法。
总之，它只适合于资深的专家。
史密斯圆图：本文要重点讨论的内容。
本文的主要目的是复习史密斯圆图的结构和背景知识，并且总结它在实际中的应用方法。
讨论的主题包括参数的实际范例，比如找出匹 配网络元件的数值。
当然，史密斯圆图不仅能够为我们找出最大功率传输的匹配网络，还能帮助设计者优化噪声系数，确定品质因数的 影响以及进行稳定性分析。
图 1. 阻抗和史密斯圆图基础基础知识在介绍史密斯圆图的使用之前，最好回顾一下 RF 环境下(大于 100MHz) IC 连线的电磁波传播现象。
英文名称：impedance matching基本概念信号传输过程中负载阻抗和信源内阻抗之间的特定配合关系。
一件器材的输出阻抗和所连接的负载阻抗之间所应满足的某种关系，以免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显的影响。
对电子设备互连来说，例如信号源连放大器，前级连后级，只要后一级的输入阻抗大于前一级的输出阻抗5-10倍以上，就可认为阻抗匹配良好；对于放大器连接音箱来说，电子管机应选用及其输出端标称阻抗相等或接近的音箱，而晶体管放大器则无此限制，可以接任何阻抗的音箱。
匹配条件①负载阻抗等于信源内阻抗，即它们的模及辐角分别相等，这时在负载阻抗上可以得到无失真的电压传输。
②负载阻抗等于信源内阻抗的共轭值，即它们的模相等而辐角之和为零。
这时在负载阻抗上可以得到最大功率。
这种匹配条件称为共轭匹配。
如果信源内阻抗和负载阻抗均为纯阻性，则两种匹配条件是等同的。
阻抗匹配是指负载阻抗及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，负载阻抗及内阻必须满足共扼关系，即电阻成份相等，电抗成份绝对值相等而符号相反。
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。
史密夫图表上。
电容或电感及负载串联起来，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。
共轭匹配在信号源给定的情况下，输出功率取决于负载电阻及信号源内阻之比K，当两者相等，即K=1时，输出功率最大。
超高频信号发生器的输入和输出阻抗匹配技术研究与应用实例随着科技的飞速发展，超高频技术的应用也越来越广泛。
超高频信号发生器作为一种重要的测试仪器，常常用于高频信号的产生和调制。
然而，由于超高频信号的特殊性，信号发生器的输入和输出阻抗匹配技术成为了一个重要的研究方向。
本文将探讨超高频信号发生器的输入和输出阻抗匹配技术的研究进展，并列举一些应用实例。
超高频信号发生器的输入和输出阻抗匹配技术是指通过合理的电路调整，使得信号发生器的输入和输出端口的阻抗与外部电路相匹配，从而最大限度地传输信号能量，并减少信号的反射。
阻抗匹配对于超高频信号发生器的性能和工作稳定性至关重要。
在超高频信号发生器的输入阻抗匹配方面，常用的方法有两种：串联阻抗匹配和并联阻抗匹配。
串联阻抗匹配通过串联外部电阻或电感的方式，将信号源的输出阻抗与负载的输入阻抗匹配。
并联阻抗匹配则是通过并联外部电容或电感的方式，将信号源的输出阻抗与负载的输入阻抗匹配。
具体选择哪种方法，需要根据电路特性和实际需求进行权衡。
在超高频信号发生器的输出阻抗匹配方面，常用的方法为L型匹配网络和π型匹配网络。
L型匹配网络是通过串联电感和并联电容的方式，实现信号源的输出阻抗与负载的输入阻抗匹配。
π型匹配网络则是通过并联电感和串联电容的方式，实现匹配。
这两种方法的选择取决于实际的设计要求和电路特性。
超高频信号发生器的输入和输出阻抗匹配技术在实际应用中具有广泛的应用。
一方面，它可以提高信号发生器的传输效率，减少信号的反射损耗，提高信号的质量。
另一方面，它可以降低外部电路对信号发生器的负载，并提高信号发生器的稳定性和可靠性。
下面将列举一些具体的应用实例。
第一个应用实例是在无线通信系统中的使用。
无线通信系统的发射端一般都会有一个信号发生器来产生高频信号。
为了保证信号传输的质量，信号发生器的输出阻抗需要与天线的输入阻抗匹配。
通过合理设计输出阻抗匹配电路，可以降低信号的反射损耗，提高信号的传输效率。
电子设计中的阻抗匹配技术
在电子设计领域中，阻抗匹配技术是一项非常重要的技术。
阻抗匹配是指将信号源、传输介质和负载之间的阻抗调整到最佳匹配状态，以最大限度地传输信号能量，减小信号反射和降低功耗。
阻抗匹配技术主要应用于无线通信系统、射频电路、微波电路以及其他高频电路设计中。
在这些系统中，往往需要将不同阻抗的元件连接在一起，因此需要进行阻抗匹配来确保信号的正常传输和工作效率。
阻抗匹配技术的一种常见方法是通过使用阻抗转换网络来实现。
阻抗转换网络可以将不匹配的阻抗转换为匹配的阻抗，从而提高信号传输效果。
常见的阻抗转换网络有匹配变压器、L型匹配网络、π型匹配网络等。
另一种常见的阻抗匹配技术是使用阻抗匹配电路，包括电阻、电容、电感等元件来调整阻抗，以实现信号源、传输线和负载之间的阻抗匹配。
这种方法通常可以在电路板设计中方便地实现。
除了阻抗匹配技术，还有一种被广泛应用的技术是阻抗匹配网络的设计。
通过使用软件仿真工具和网络分析仪器，工程师可以精确地设计阻抗匹配网络，以满足特定的阻抗要求。
这种方法可以在设计阶段提前解决阻抗匹配的问题，提高整体设计的准确性和效率。
总的来说，阻抗匹配技术在电子设计中起着至关重要的作用，能够确保信号的正常传输和系统的高效性能。
工程师在设计高频电路时，需要充分了解阻抗匹配的原理和方法，灵活运用各种技术手段，以实现电路的稳定性和可靠性。
只有保证阻抗匹配的准确性，才能使电子系统发挥出最佳的性能和效果。
英文名称：impedance matching基本概念信号传输过程中负载阻抗和信源内阻抗之间的特定配合关系。
一件器材的输出阻抗和所连接的负载阻抗之间所应满足的某种关系，以免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显的影响。
对电子设备互连来说，例如信号源连放大器，前级连后级，只要后一级的输入阻抗大于前一级的输出阻抗5-10倍以上，就可认为阻抗匹配良好；对于放大器连接音箱来说，电子管机应选用与其输出端标称阻抗相等或接近的音箱，而晶体管放大器则无此限制，可以接任何阻抗的音箱。
匹配条件①负载阻抗等于信源内阻抗，即它们的模与辐角分别相等，这时在负载阻抗上可以得到无失真的电压传输。
②负载阻抗等于信源内阻抗的共轭值，即它们的模相等而辐角之和为零。
这时在负载阻抗上可以得到最大功率。
这种匹配条件称为共轭匹配。
如果信源内阻抗和负载阻抗均为纯阻性，则两种匹配条件是等同的。
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，电抗成份绝对值相等而符号相反。
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。
史密夫图表上。
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。
共轭匹配在信号源给定的情况下，输出功率取决于负载电阻与信号源内阻之比K，当两者相等，即K=1时，输出功率最大。
然而阻抗匹配的概念可以推广到交流电路，当负载阻抗与信号源阻抗共轭时，能够实现功率的最大传输，如果负载阻抗不满足共轭匹配的条件，就要在负载和信号源之间加一个阻抗变换网络，将负载阻抗变换为信号源阻抗的共轭，实现阻抗匹配。
匹配分类大体上，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。
1. 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。
重复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。
2. 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。
高速PCB布线时，为了防止信号的反射，要求是线路的阻抗为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，对绞线则为100欧姆，只是取个整而已，为了匹配方便。
何为阻抗阻抗是电阻与电抗在向量上的和。
高频电路的阻抗匹配由于高频功率放大器工作于非线性状态，所以线性电路和阻抗匹配（即：负载阻抗与电源内阻相等）这一概念不能适用于它。
因为在非线性（如：丙类）工作的时候，电子器件的内阻变动剧烈：通流的时候，内阻很小；截止的时候，内阻接近无穷大。
因此输出电阻不是常数。
所以所谓匹配的时候内阻等于外阻，也就失去了意义。
因此，高频功率放大的阻抗匹配概念是：在给定的电路条件下，改变负载回路的可调元件，使电子器件送出额定的输出功率至负载。
这就叫做达到了匹配状态。
------------------------------------------------------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，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，当负载电阻跟信号源内阻相等时，负载可获得最大输出功率，这就是我们常说的阻抗匹配之一。
对于纯电阻电路，此结论同样适用于低频电路及高频电路。
当交流电路中含有容性或感性阻抗时，结论有所改变，就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等，虚部互为相反数，这叫做共厄匹配。
在低频电路中，我们一般不考虑传输线的匹配问题，只考虑信号源跟负载之间的情况，因为低频信号的波长相对于传输线来说很长，传输线可以看成是“短线”，反射可以不考虑（可以这么理解：因为线短，即使反射回来，跟原信号还是一样的）。
从以上分析我们可以得出结论：如果我们需要输出电流大，则选择小的负载R;如果我们需要输出电压大，则选择大的负载R;如果我们需要输出功率最大，则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。
有时阻抗不匹配还有另外一层意思，例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的，如果负载条件改变了，则可能达不到原来的性能，这时我们也会叫做阻抗失配。
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，它与传输线的长度无关，也不能通过使用欧姆表来测量。
为了不产生反射，负载阻抗跟传输线的特征阻抗应该相等，这就是传输线的阻抗匹配。
如果阻抗不匹配会有什么不良后果呢？如果不匹配，则会形成反射，能量传递不过去，降低效率;会在传输线上形成驻波（简单的理解，就是有些地方信号强，有些地方信号弱），导致传输线的有效功率容量降低;功率发射不出去，甚至会损坏发射设备。
如果是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配时，会产生震荡，辐射干扰等。
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。
为了帮助大家理解阻抗不匹配时的反射问题，我来举两个例子：假设你在练习拳击——打沙包。
如果是一个重量合适的、硬度合适的沙包，你打上去会感觉很舒服。
但是，如果哪一天我把沙包做了手脚，例如，里面换成了铁沙，你还是用以前的力打上去，你的手可能就会受不了了——这就是负载过重的情况，会产生很大的反弹力。
相反，如果我把里面换成了很轻很轻的东西，你一出拳，则可能会扑空，手也可能会受不了——这就是负载过轻的情况。
另一个例子，不知道大家有没有过这样的经历：就是看不清楼梯时上/下楼梯，当你以为还有楼梯时，就会出现“负载不匹配”这样的感觉了。
当然，也许这样的例子不太恰当，但我们可以拿它来理解负载不匹配时的反射情况。
------------------------------------------------------高速PCB设计中的阻抗匹配（资料整理）阻抗匹配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。
在高速PCB 设计中，阻抗的匹配与否关系到信号的质量优劣。
PCB走线什么时候需要做阻抗匹配？不主要看频率，而关键是看信号的边沿陡峭程度，即信号的上升/下降时间，一般认为如果信号的上升/下降时间（按10%～90%计）小于6倍导线延时，就是高速信号，必须注意阻抗匹配的问题。
导线延时一般取值为150ps/inch。
