阻抗匹配是指信號(hào)源或者傳輸線跟負(fù)載之間的一種合適的搭配方式。阻抗匹配分為低頻和高頻兩種情況討論。我們先從直流電壓源驅(qū)動(dòng)一個(gè)負(fù)載入手。由于實(shí)際的電壓源,總是有內(nèi)阻的（請(qǐng)參看輸出阻抗一問(wèn)）,我們可以把一個(gè)實(shí)際電壓源,等效成一個(gè)理想的電壓源跟一個(gè)電阻r串聯(lián)的模型。假設(shè)負(fù)載電阻為R,電源電動(dòng)勢(shì)為U,內(nèi)阻為r,那么我們可以計(jì)算出流過(guò)電阻R的電流為：I=U/(R+r),可以看出,負(fù)載電阻R越小,則輸出電流越大。負(fù)載R上的電壓為：Uo=IR
阻抗匹配是指
信號(hào)源或者傳輸線跟負(fù)載之間的一種合適的搭配方式。阻抗匹配分為低頻和高頻兩種情況討論。
我們先從直流電壓源驅(qū)動(dòng)一個(gè)負(fù)載入手。由于實(shí)際的電壓源,總是有內(nèi)阻的（請(qǐng)參看輸出阻抗一問(wèn)）,我們可以把一個(gè)實(shí)際電壓源,等效成一個(gè)理想的電壓源跟一個(gè)
電阻r串聯(lián)的模型。假設(shè)負(fù)載電阻為R,
電源電動(dòng)勢(shì)為U,內(nèi)阻為r,那么我們可以計(jì)算出流過(guò)電阻R的
電流為：I=U/(R+r),可以看出,負(fù)載電阻R越小,則輸出電流越大。負(fù)載R上的電壓為：Uo=
IR=U*[1+(r/R)],可以看出,負(fù)載電阻R越大,則輸出電壓Uo越高。再來(lái)計(jì)算一下電阻R消耗的
功率為：
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}
對(duì)于一個(gè)給定的信號(hào)源,其內(nèi)阻r是固定的,而負(fù)載電阻R則是由我們來(lái)選擇的。注意式中[(R-r)*(R-r)/R],當(dāng)R=r時(shí),[(R-r)*(R-r)/R]可取得最小值0,這時(shí)負(fù)載電阻R上可獲得最大輸出功率Pmax=U*U/(4*r)。即,當(dāng)負(fù)載電阻跟信號(hào)源內(nèi)阻相等時(shí),負(fù)載可獲得最大輸出功率,這就是我們常說(shuō)的阻抗匹配之一。對(duì)于純電阻電路,此結(jié)論同樣適用于低頻電路及高頻電路。當(dāng)交流電路中含有容性或感性阻抗時(shí),結(jié)論有所改變,就是需要信號(hào)源與負(fù)載阻抗的的實(shí)部相等,虛部互為相反數(shù),這叫做共厄匹配。在低頻電路中,我們一般不考慮傳輸線的匹配問(wèn)題,只考慮信號(hào)源跟負(fù)載之間的情況,因?yàn)榈皖l信號(hào)的波長(zhǎng)相對(duì)于傳輸線來(lái)說(shuō)很長(zhǎng),傳輸線可以看成是“短線”,
反射可以不考慮（可以這么理解：因?yàn)榫�短,即使反射回來(lái),跟原信號(hào)還是一樣的）。從以上分析我們可以得出結(jié)論：如果我們需要輸出電流大,則選擇小的負(fù)載R;如果我們需要輸出電壓大,則選擇大的負(fù)載R;如果我們需要輸出功率最大,則選擇跟信號(hào)源內(nèi)阻匹配的電阻R。有時(shí)阻抗不匹配還有另外一層意思,例如一些儀器輸出端是在特定的負(fù)載條件下設(shè)計(jì)的,如果負(fù)載條件改變了,則可能達(dá)不到原來(lái)的性能,這時(shí)我們也會(huì)叫做阻抗失配。
在高頻電路中,我們還必須考慮反射的問(wèn)題。當(dāng)信號(hào)的頻率很高時(shí),則信號(hào)的波長(zhǎng)就很短,當(dāng)波長(zhǎng)短得跟傳輸線長(zhǎng)度可以比擬時(shí),反射信號(hào)疊加在原信號(hào)上將會(huì)改變?cè)盘?hào)的形狀。如果傳輸線的特征阻抗跟負(fù)載阻抗不匹配（相等）時(shí),在負(fù)載端就會(huì)產(chǎn)生反射。為什么阻抗不匹配時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射以及特征阻抗的求解方法,牽涉到二階偏微分方程的求解,在這里我們不細(xì)說(shuō)了,有興趣的可參看電磁場(chǎng)與微波方面書(shū)籍中的傳輸線理論。傳輸線的特征阻抗（也叫做特性阻抗）是由傳輸線的結(jié)構(gòu)以及材料決定的,而與傳輸線的長(zhǎng)度,以及信號(hào)的幅度、頻率等均無(wú)關(guān)。例如,常用的閉路電視
同軸電纜特性阻抗為75歐,而一些射頻設(shè)備上則常用特征阻抗為50歐的同軸電纜。另外還有一種常見(jiàn)的傳輸線是特性阻抗為300歐的扁平平行線,這在農(nóng)村使用的電視
天線架上比較常見(jiàn),用來(lái)做八木天線的饋線。因?yàn)殡娨暀C(jī)的射頻輸入端輸入阻抗為75歐,所以300歐的饋線將與其不能匹配。實(shí)際中是如何解決這個(gè)問(wèn)題的呢？不知道大家有沒(méi)有留意到,電視機(jī)的附件中,有一個(gè)300歐到75歐的阻抗轉(zhuǎn)換器（一個(gè)塑料包裝
