阻抗匹配（这样理解阻抗匹配比较容易懂！）
阻抗匹配（impedance matching）是指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 。对于低频电路和高频电路，阻抗匹配有很大的不同 。
在理解阻抗匹配前，先要搞明白输入阻抗和输出阻抗 。

文章插图
一、输入阻抗
输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗 。在输入端上加上一个电压源U，测量输入端的电流I，则输入阻抗Rin就是U/I 。你可以把输入端想象成一个电阻的两端，这个电阻的阻值，就是输入阻抗 。
输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样，它反映了对电流阻碍作用的大小 。对于电压驱动的电路，输入阻抗越大，则对电压源的负载就越轻，因而就越容易驱动，也不会对信号源有影响；而对于电流驱动型的电路，输入阻抗越小，则对电流源的负载就越轻 。因此，我们可以这样认为：如果是用电压源来驱动的，则输入阻抗越大越好；如果是用电流源来驱动的，则阻抗越小越好（注：只适合于低频电路，在高频电路中，还要考虑阻抗匹配问题),另外如果要获取最大输出功率时，也要考虑　阻抗匹配问题
二、输出阻抗
无论信号源或放大器还有电源，都有输出阻抗的问题 。输出阻抗就是一个信号源的内阻 。本来，对于一个理想的电压源（包括电源），内阻应该为0，或理想电流源的阻抗应当为无穷大 。但现实中的电压源，则不能做到这一点 。我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源 。这个跟理想电压源串联的电阻r，就是（信号源/放大器输出/电源）内阻了 。当这个电压源给负载供电时，就会有电流 I 从这个负载上流过，并在这个电阻上产生 I×r 的电压降 。这将导致电源输出电压的下降，从而限制了最大输出功率（关于为什么会限制最大输出功率，请看后面的“阻抗匹配”一问） 。同样的，一个理想的电流源，输出阻抗应该是无穷大，但实际的电路是不可能的 。
三、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=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 。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，这叫做共扼匹配 。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） 。

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