排線板具體的電路來分析電壓、電流和電阻三者之間的關(guān)系

    排線板電阻是一個(gè)實(shí)實(shí)在在的物理元器件，通過歐姆定律我們可以知道，電壓、電流和電阻三者之間的關(guān)系，U=I*R  我們通過一個(gè)具體的電路來分析這三者之間的具體關(guān)系，請看下面的一張最簡單的電路圖。這個(gè)電路圖只有一個(gè)電源一個(gè)電阻和一些導(dǎo)線組成。排線板    當(dāng)然這個(gè)電阻的阻值也可以通過用萬用表來直接測量。排線板  特性阻抗就不一樣了，用萬用表測量一根50歐姆特性阻抗時(shí)，將會發(fā)現(xiàn)是短路的。這就需要我們從概念上區(qū)分電阻（哪怕是剛好是50歐姆的電阻）和特性阻抗是兩碼事。就像溫度上面的度（攝氏度）和角度上的度一樣，不是一個(gè)東西。  電阻這個(gè)物理量大家都懂，這里就不解釋了。我們來分析一下這個(gè)特性阻抗到底是何方神圣，是在什么條件下才會用這個(gè)東西的。 排線板 其實(shí)特性阻抗是和射頻緊密相隔的一個(gè)物理量，在認(rèn)識特性阻抗之前先認(rèn)識一下射頻。我們知道電臺，手機(jī)通訊信號，wifi等都是向外部發(fā)射信號能量的裝置，也就是說能量是從天線射出去，能量不再回來到天線了，可以想像就像機(jī)槍向外面掃射一樣，子彈打出去就不回來了。  好了，明白射頻這個(gè)東西之后，我們再來到具體的傳輸射頻能量的導(dǎo)線上面來。導(dǎo)線上面?zhèn)鬏數(shù)纳漕l信號也是一樣的，希望它傳過去就不要反傳回來了，要是有能量反傳回來就說明傳輸?shù)男Ч盍恕?nbsp; 為了更具體的說明特性阻抗這個(gè)東西 我這里打一個(gè)比方：  同一個(gè)電路板上面有2根導(dǎo)線（假設(shè)都是很長的兩根線，你能想像它有多長就有多長），排線板因?yàn)橥粋€(gè)板，那么2根導(dǎo)線的銅皮厚度都是一樣的。兩根導(dǎo)線，長（無限長）和厚度是一樣的，只能唯一不同的是寬度了，假設(shè)1號導(dǎo)線寬度是1（單位），2號導(dǎo)線是2（單位）。也就是說2號線寬度是1號線的兩倍。  下面的圖可以具體看到兩根導(dǎo)線的示意圖。    如上圖所示，假如同時(shí)都接的是一樣的射頻發(fā)射源，同樣的一小段時(shí)間T，那么我們看看這兩根導(dǎo)線會有什么區(qū)別。同一個(gè)發(fā)射源，那么兩根線的輸出射頻電壓是一樣的，射頻傳輸?shù)木嚯x是一樣的（假設(shè)都是光速，實(shí)際比光速少）。  唯一不同的是線寬，而2號線的線比1號線寬一倍，那么2號線需要1號線2倍的電量來填滿多出的線寬面積(其實(shí)是導(dǎo)線銅皮與底面產(chǎn)生的電容效應(yīng))。也就是說： Q2=兩倍的Q1  因?yàn)??i = Q/T （射頻電流=電量/時(shí)間），那么可以知道2號線的射頻電流是1號線的兩倍（因?yàn)闀r(shí)間是一樣的，2號線電量是1號線的兩倍）。  好了，我們知道了 i2=兩倍的i1  到了這里，我們找出個(gè)神秘的特性阻抗就不遠(yuǎn)了，為什么呢，排線板因?yàn)槲覀冎离娮?電壓/電流。其實(shí)特性阻抗也有這種關(guān)系：特性阻抗=射頻電壓/射頻電流。  從上面我們知道，射頻電壓一樣的，電流關(guān)系為 i2=兩倍的i1?  則2號線的特性阻抗只有1號線的一半！  這就是我們所說的線越是寬，特性阻抗越小。  上面是我舉個(gè)例子說明特性阻抗與電阻的區(qū)別，以及為什么同樣一個(gè)板子，特性阻抗與線寬有關(guān)系，與長度沒有關(guān)系。排線板  實(shí)際上影響特性阻抗的因素很多，包括材料，導(dǎo)線與底板地間距等等很多因素相關(guān)。  導(dǎo)線的特性阻抗用通俗的話來描述（只是比喻），就是導(dǎo)線對其上面?zhèn)鬏數(shù)纳漕l能量阻礙力的大小。 排線板 認(rèn)識傳輸線的反射  上面我們是假設(shè)導(dǎo)線是無限長的，而實(shí)際上的導(dǎo)線長度是有限。當(dāng)射頻信號到達(dá)導(dǎo)線末端，能量沒有辦法釋放，就會沿著導(dǎo)線反傳回來。就跟我們對著墻喊，聲音碰到墻反傳回來產(chǎn)生回音。排線板也就是說我們想像中的射頻信號發(fā)射出去就沒有反射回來的情況在現(xiàn)實(shí)是不存在的。    如上圖所示，假如我們在線的末端接上一個(gè)電阻來消耗（或者接收）線上傳輸過來的射頻能量。  有人會問，排線板為什么導(dǎo)線的特性阻抗的電阻不消耗能量，非要接個(gè)電阻才能消耗呢？其實(shí)啊，導(dǎo)線只是傳輸能量的，導(dǎo)線本身并不消耗能量或者近似于不損耗能量（有點(diǎn)想電容或者電感的屬性）。排線板電阻則是一個(gè)損耗能量的元件。  我們發(fā)現(xiàn)有三種特殊情況：  當(dāng)R=RO 時(shí)，排線板傳輸過來的能量剛剛好被末端的電阻R吸收完，沒有能量反射回去?？煽闯蛇@導(dǎo)線是無線長。  當(dāng)R=∞時(shí)（開路），能量全部反射回去，而且在線的末端點(diǎn)會產(chǎn)生2倍于發(fā)射源的電壓。  當(dāng)R=0時(shí)，末端點(diǎn)會產(chǎn)生一個(gè)-1倍于源電壓反射回去。  認(rèn)識阻抗匹配  阻抗匹配是指負(fù)載阻抗與激勵(lì)源內(nèi)部阻抗互相適配，得到最大功率輸出的一種工作狀態(tài)。 排線板 阻抗匹配是針對射頻等而言的，對于功率電路則不適用的，否則會燒掉東西。  我們常常聽說特性阻抗50歐姆，75歐姆等等，這個(gè)50歐姆是怎么來的，為什么是50歐姆 而不是51歐姆呢，或者45歐姆呢？  這個(gè)是約定來的，50歐姆應(yīng)該說對于一般射頻電路傳輸效果更好。也就是說，我們的導(dǎo)線，電纜要做50歐姆，是因?yàn)殡娐坟?fù)載已經(jīng)相當(dāng)于50歐姆的電阻。排線板做別的阻抗值導(dǎo)線，就和負(fù)載不匹配。偏離越遠(yuǎn)，傳輸?shù)男Ч蜁讲睿?/p>