電路入門(mén)小常識：電路常識性概念——輸入、輸出阻抗

例如，常用的閉路電視同軸電纜特性阻抗為75Ω，而一些射頻設備上則常用特征阻抗為50Ω的同軸電纜。另外還有一種常見(jiàn)的傳輸線(xiàn)是特性阻抗為300Ω的扁平平行線(xiàn)，這在農村使用的電視天線(xiàn)架上比較常見(jiàn)，用來(lái)做八木天線(xiàn)的饋線(xiàn)。因為電視機的射頻輸入端輸入阻抗為75Ω，所以300Ω的饋線(xiàn)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，電視機的附件中，有一個(gè)300Ω到75Ω的阻抗轉換器(一個(gè)塑料封裝的，一端有一個(gè)圓形的插頭的那個(gè)東東，大概有兩個(gè)大拇指那么大)。它里面其實(shí)就是一個(gè)傳輸線(xiàn)變壓器，將300Ω的阻抗，變換成75Ω的，這樣就可以匹配起來(lái)了。這里需要強調一點(diǎn)的是，特性阻抗跟我們通常理解的電阻不是一個(gè)概念，它與傳輸線(xiàn)的長(cháng)度無(wú)關(guān)，也不能通過(guò)使用歐姆表來(lái)測量。為了不產(chǎn)生反射，負載阻抗跟傳輸線(xiàn)的特征阻抗應該相等，這就是傳輸線(xiàn)的阻抗匹配，如果阻抗不匹配會(huì )有什么不良后果呢?如果不匹配，則會(huì )形成反射，能量傳遞不過(guò)去，降低效率;會(huì )在傳輸線(xiàn)上形成駐波(簡(jiǎn)單的理解，就是有些地方信號強，有些地方信號弱)，導致傳輸線(xiàn)的有效功率容量降低;功率發(fā)射不出去，甚至會(huì )損壞發(fā)射設備。如果是電路板上的高速信號線(xiàn)與負載阻抗不匹配時(shí)，會(huì )產(chǎn)生震蕩，輻射干擾等。

當阻抗不匹配時(shí)，有哪些辦法讓它匹配呢?第一，可以考慮使用變壓器來(lái)做阻抗轉換，就像上面所說(shuō)的電視機中的那個(gè)例子那樣。第二，可以考慮使用串聯(lián)/并聯(lián)電容或電感的辦法，這在調試射頻電路時(shí)常使用。第三，可以考慮使用串聯(lián)/并聯(lián)電阻的辦法。一些驅動(dòng)器的阻抗比較低，可以串聯(lián)一個(gè)合適的電阻來(lái)跟傳輸線(xiàn)匹配，例如高速信號線(xiàn)，有時(shí)會(huì )串聯(lián)一個(gè)幾十歐的電阻。而一些接收器的輸入阻抗則比較高，可以使用并聯(lián)電阻的方法，

來(lái)跟傳輸線(xiàn)匹配，例如，485總線(xiàn)接收器，常在數據線(xiàn)終端并聯(lián)120歐的匹配電阻。

為了幫助大家理解阻抗不匹配時(shí)的反射問(wèn)題，我來(lái)舉兩個(gè)例子：假設你在練習拳擊——打沙包。如果是一個(gè)重量合適的、硬度合適的沙包，你打上去會(huì )感覺(jué)很舒服。但是，如果哪一天我把沙包做了手腳，例如，里面換成了鐵沙，你還是用以前的力打上去，你的手可能就會(huì )受不了了——這就是負載過(guò)重的情況，會(huì )產(chǎn)生很大的反彈力。相反，如果我把里面換成了很輕很輕的東西，你一出拳，則可能會(huì )撲空，手也可能會(huì )受不了——這就是負載過(guò)輕的情況。另一個(gè)例子，不知道大家有沒(méi)有過(guò)這樣的經(jīng)歷：就是看不清樓梯時(shí)上/下樓梯，當你以為還有樓梯時(shí)，就會(huì )出現“負載不匹配”這樣的感覺(jué)了。當然，也許這樣的例子不太恰當，但我們可以拿它來(lái)理解負載不匹配時(shí)的反射情況。Q：什么是電流控制器件?

A：如果這個(gè)器件的輸出參數大小和輸入的電流參數大小有關(guān)，就叫該器件是“電流控制器件”，簡(jiǎn)稱(chēng)“流控器件”。

“電流控制器件”輸入的是電流信號，是低阻抗輸入，需要較大的驅動(dòng)功率。例如：雙極型晶體管(BJT)是電流控制器件、TTL電路是電流控制器件。

Q：什么是電壓控制器件?

S：如果這個(gè)器件的輸出參數大小和輸入的電壓參數大小有關(guān)，就叫該器件是“電壓控制器件”，簡(jiǎn)稱(chēng)“壓控器件”。

“電壓控制器件”輸入的是電壓信號，是高阻抗輸入，只需要較小的驅動(dòng)功率;例如：場(chǎng)效應晶體管(FET)是電壓控制器件、MOS電路是電壓控制器件。

Q：為什么BJT是電流控制器件而FET和MOS是電壓控制器件?

S：BJT是通過(guò)基極電流來(lái)控制集電極電流而達到放大作用的;而FETMOS是靠控制柵極電壓來(lái)改變源漏電流，所以說(shuō)BJT是電流控制器件，而FET和MOS是電壓控制器件。