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星球球友问了一个问题：“集总参数电路中，阻抗匹配（内阻=外阻）可以使负载得到最大的功率输出”这句话怎么理解？ 这里涉及到几个概念：输入阻抗、输出阻抗、阻抗匹配，今天简单的聊一聊。 先了解一下阻抗的概念。 我们都知道电阻是有阻碍电流作用的，那电容电感有吗？答案是肯定的。 在百度词条中，给阻抗的定义是：在具有电阻、电感和电容的电路里，对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。 阻抗一般用Z表示，是一个复数，实部称为电阻，虚部称为电抗，电抗由容抗和感抗组成。 所以在R、C、L的电路中，很容易得到阻抗Z为： 其中，是电阻，是虚数单位，是感抗，是容抗。 之前写过一篇文章，关于阻容感的等效模型，可以看看：眼见不一定为实！电阻、电容和电感的实际等效模型 回到正题。 输出阻抗 很多电路都有输出阻抗的概念，以电源举例，我们从输出这个点看进去，把电源当做一个整体，示波器测量的正负极电阻，即可得到电源电路的输出阻抗。  对电源来说，输出阻抗是电源的内阻，可以将图画成下面这种形式。  我们在电源上加一个负载。  可以得出负载上的电压为： 从公式可以看出和是成反比的，越大，越小；可以理解为的上拉电阻，是上拉源，上拉电阻越小，上拉能力越强，越接近。 所以一般情况下，对输出电路来说，输出阻抗是越小越好。 输入阻抗 输出阻抗是针对输出电路来说的，输入阻抗是针对输入电路来说的。 下面这个图，红框内的为输入电路，为输入电压，我们将万用表接在和GND上，测量得出的电阻即为输入电路的输入阻抗，记为。  那输入阻抗是越大越好，还是越小越好呢？看下面这个图。 作为输入，进入输入电路的点为，我们希望是无限接近的，但会受到输入阻抗的影响。  越接近0Ω，可以理解为的下拉能力越强，电压会越接近于0，这当然不是我们想要的。反之越大，的下拉能力越弱，会越接近于。 所以很容易得出：一般情况下，输入电路的输入阻抗是越大越好。 阻抗匹配 聊完了输出阻抗和输入阻抗，那什么是阻抗匹配呢？  还是前面这个图，我们已经知道，越小，越大，那什么情况下上的功率是最大的呢？ 首先负载电流为： 负载上的功率为： 其中、都是定值，即是的函数，我们利用导数来求。 令这个导数为0，即可得出，当时，功率达到最大，带入功率公式可得： 上面就很好解答了球友的问题。 这里讨论的是信号源与负载之间的阻抗匹配，当然还有如传输线特性阻抗，后面有机会再写篇文章聊一聊。 |
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