阻抗匹配 通俗理解

先說結論:

電壓信號源,負載阻抗越高信號質量越好

電流信號源,負載阻抗越低信號質量越好。

 

分析:

以電壓源爲例,理想電壓源內阻爲0,此時無需考慮負載阻抗。但實際電壓源多少都有內阻,這個內阻可以等效爲一個理想電壓源串聯一個電阻。此時,外界所有負載都相當於和這個內部負載串聯分壓。所以外部阻抗越大,內阻分壓就越少,這樣就能得到完整的電壓信號。比如485總線,理論上節點數可以達到256,因爲字節最多可以存這麼多個地址。但實際上由於其阻抗匹配的原因外接設備也就幾十個。 假設內阻100R,每個外設輸入阻抗1K,每接入一個外設就相當於並聯一個1K電阻。

 

接第一個電阻,此時100R和1K分壓,若電壓源大小爲5V,1K分得4.5V。接第二個電阻,此時100R和兩個1K並聯分壓,也就是和500R分壓,500R分得4.16V。接第三個,約分得3.83V···以此類推,外接設備總阻抗越來越小,分壓越來越小,總有一天導致分得的電壓不足以觸發芯片的高電平(比如某芯片在電壓超過2.5V時才判斷是高電平),這就造成無法通信或通信質量不好,時斷時續。

 

電流源同理,理想電流源應是斷路,但實際上總會有一個較大的電阻和電流源並聯。此時外接並聯設備,如果外接設備阻抗較大,電流大部分被內阻分得,電流信號極小;當外接設備阻抗很小時,大部分電流被外設分得,這樣就可以輕鬆觸發信號。

 

所以設計電路纔有了阻抗匹配這個過程。目的就是得到最佳的信號質量。

控制阻抗常用方法是在電路里串、並電容或電感。其阻抗大小和頻率有關。

 

 

 

 

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