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今天我看到了一个阻抗匹配相关的题，又去和 AI 斗智斗勇了一下，总算是明白了为什么要做阻抗匹配以及如何做阻抗匹配了，趁此机会总结一下。
为什么要做阻抗匹配？
当信号传输延时大于信号上升时间的 1/2 时，PCB 走线就必须看作是传输线，传输线有阻抗，需要进行阻抗匹配。
现在假设这样一个场景，如下图所示，有源端电阻 ，传输线电阻 ，负载端可以看作是高阻 ，现在源端发出了一个 3.3V 的阶跃信号到输出端。
阶跃信号经过电阻分压后，输出的电压为 ，信号经过较长的延时抵达负载端后，由于负载端为高阻抗，根据电磁波理论，当波从特性阻抗介质遇到更高阻抗介质时，会发生正的全反射。反射系数为 ，这个反射系数的公式我也推导不来，不过在过去的电磁波课程中看过类似的，它们应该是有关联的，感兴趣可以回忆下：反射系数与输入阻抗的关系 。
由于反射系数为 1，一个幅度同样为+2.75V的反射波被产生，并叠加在当前的2.75V上。这使得负载端的电压瞬间跳变到 2.75V + 2.75V = 5.5V（一个严重的过冲）。在抵达源端时，同样有一个反射系数 ，此时会产生一个二次反射电压 传向负载端，然后负载端又反射回源端，这样就出现了振铃现象：
如何做阻抗匹配？
阻抗匹配有两种方式，一种是源端匹配，一种是负载端匹配。
负载端匹配：
既然负载端阻抗比较高，容易产生全反射，那么就让负载端的阻抗与传输线阻抗匹配，在负载端并联一个 50Ω 的电阻 ，这样，反射系数就变为 ，相当于所有能量都被这 50 Ω 电阻吸收，就不会有反射波形成了。
但源端匹配的缺点是直流功耗大，当持续有直流电流流过传输线时，。
源端匹配：
既然反射回来的波无法避免，那么可以在源端考虑避免二次反射的产生。在源端串联一个电阻 ，使得源端电阻 ，这样当 3.3V 的阶跃信号输出时，，这样，反射波也为 +1.65V，与输出电压相互叠加，反射回源端的电压就是 3.3V。
而由于源端的反射系数为 ，因此不会有二次反射发生。
戴维南端接匹配：
戴维南端接匹配的电路图大概长上面这样，在接收端构建一个分压电路，从传输线往接收端看，根据戴维南定理，等效电阻为 ，等效电压为 。
为了实现阻抗匹配，必须保证等效电阻 。
戴维南端接匹配的优点是能够提供一个直流偏置（暂时不知道有啥用），但缺点是会有更高的直流功耗。
在实际的应用中，由于源端匹配功耗低，且较为简单，因此常使用源端匹配，但如果一条传输线上有多个负载，那么就需要使用负载端匹配了。
如果本篇内容对你有用，能否『请我吃根棒棒糖🍭 』🤠…