为什么要在传输线要做端接匹配？

一个链路系统一般有4大部分：源端；传输线；负载或接收端；电源。传输线是整个系统不可缺少的部分。

之前对传输线的认知，是源于蓝皮书的一句描述：
 

传输线是用于信号传输，不是一根线而且是两根线，要特别关注返回路径。

就是这些概念，后来遇到了一些困惑：射频和雷达的信号怎么传输？

直到重新学习基础理论，看到相关资料，将EM（ElectroMagnetic）融入进来，才发现认知上的狭隘。

 

这里将传输线的定义应该理解为：

传输线是将能量以电磁场的形式从一个地方传导到另一个地方的任何一对导体。

那怎么理解雷达和射频？

为了传递电压波形，有必要以电磁波的形式产生和发送能量，无论是沿着传输线还是通过空间。

狭义点讲传输线是用于信号传递，广义点讲传输线是用于能量传递。换句话说：传输线解决的是能量传递的问题，而不单单是信号。

为了便于理解能量传递，下图给出的是机械传输线。电磁传输线的行为方式与其很相似。能量在各个小球中传递，正如电磁场在传输线上的运动。

同样，上图也可以说明，为什么要在传输线要做端接匹配？

能量是需要消耗的，不解决上面右图中球反弹的能量，能量就会反弹。而传输线中，不需要这种反射，要么在源端串联电阻，要么在负载端并联电阻，吸收掉能量，这也就是端接匹配的原因。

阻抗变化，产生反射，就会降低信号质量。为了将信号衰减保持在合理的范围内，传输线所有部分的阻抗必须保持在使用电路公差确定的范围内。这就是所谓的控制阻抗，反焊盘，转换层面的回流孔等就是用来管控的。

广义点来说，在整个传输线系统中，阻抗不连续，连接器或者过孔等寄生效应，各种噪声耦合等等，都可以看成传输线的一部分，而每部分都有一定的容差。允许的公差范围，可以容许能量的微量损耗，确保所发送的信号不会因反射、损耗和噪声而过度失真，保证信号完整性。

理解完传输线基本概念问题，我们再说说“电流和电流回路”的说法？

如果用电流或电流回路来描述信号发生了什么，就无法解释信号行为。这是为什么？

当能量在传输线上或空间中从一个地方移动到另一个地方时，它就以电磁场的形式移动。重要的是要记住，当能量被传输时，电场和磁场总是存在的。电磁场又可以产生电流，所以电流是电磁场存在的一种结果或者说是外在表现方式。

 

传输线类型中，电源线是蓝皮书没有提及的。需要注意的是电源线（Power Line）是传输线，但又有不同。电源线是输送能量，其他的理解为传输电磁能量，而电源线是向传输线输送能量。当然只要是能量运动，都可以用麦克斯韦方程来描述和分析。

不管是射频/微波或模拟还是数字电路，看似不同的，但实际上，它们是相同的，三者都依赖电压波形来传递信息，都需要电磁场将电压波形从源或驱动器传播到接收器。唯一的不同是需要不同的规则来管控它们。

最后，给出Designcon2021 里面有一篇如何有效提高PCB设计性能的文章中提到的一个问题：
 

异曲同工，想明白这个问题，就搞清楚了今天所说的这些。


审核编辑：刘清