關于輸入電阻和輸出電阻，糾結了好長時間，現在終于明白了，拿出來給大家看一下，呵呵

輸入電阻是用來衡量放大器對信号源的影響的一個性能指标。輸入電阻越大，表明放大器從信号源取的電流越小，放大器輸入端得到的信号電壓也越大，即信号源電壓衰減的少。理論基礎：Us=（Rs Ri）×I。Rs為信号源内阻，Ri為放大器輸入電阻。

因此作為測量信号電壓的示波器、電壓表等儀器的放大電路應當具有較大的輸入電阻。對于一般的放大電路來說，輸入電阻當然是越大越好。如果想從信号源取得較大的電流，則應該使放大器具有較小的輸入電阻。

電子卡

輸出電阻用來衡量放大器在不同負載條件下維持輸出信号電壓（或電流）恒定能力的強弱，稱為其帶負載能力。當放大器将放大了的信号輸出給負載電阻RL時，對負載RL來說，放大器可以等效為具有内阻Ro的信号源，由這個信号源向RL提供輸出信号電壓和輸出信号電流。

Ro稱為放大器的輸出電阻，它是從放大器輸出端向放大器本身看入的交流等效電阻。如果輸出電阻Ro很小，滿足Ro<條件，則當RL在較大範圍内變化時，就可基本維持輸出信号電壓的恒定。反之，如果輸出電阻Ro很大，滿足Ro>>RL條件，則當RL在較大範圍内變化時，就可維持輸出信号電流的恒定。如手機電池，它的内阻可以等效看作輸出電阻，用了幾年後，内阻高了，也就要報廢了，因為帶不動外面的東西了。

電壓放大和互阻放大電路，即輸出為電壓信号的放大電路，Ro越小，負載RL對的變化對輸出信号Vo的影響越小。而且隻要負載RL足夠大，信号輸出功率一般較低，能耗也較低。多用于信号的前置放大和中間級放大。對于一般的放大電路來說，輸出電阻當然越小越好。

電流放大和互導放大電路，即輸出為電流信号的放大電路，與受控電流源并聯的Ro越大，負載RL的變化對輸出電流Io的影響越小。則與前兩種相比當供電電源相同時，可得到較大輸出電流信号，所以功率可能到達較大的值，對供電電源的能耗較大。通常用于電子系統的輸出級，可作為各種輸出物理變量變換器（如音響系統的揚聲器，動力系統的電動機等）的驅動電路。

輸入阻抗是指一個電路輸入端的等效阻抗。在輸入端上加上一個電壓源U，測量輸入端的電流I，則輸入阻抗Rin就是U/I。你可以把輸入端想象成一個電阻的兩端，這個電阻的阻值，就是輸入阻抗。

輸入阻抗跟一個普通的電抗元件沒什麼兩樣，它反映了對電流阻礙作用的大小。對于電壓驅動的電路，輸入阻抗越大，則對電壓源的負載就越輕，因而就越容易驅動，也不會對信号源有影響；而對于電流驅動型的電路，輸入阻抗越小，則對電流源的負載就越輕。因此，我們可以這樣認為：如果是用電壓源來驅動的，則輸入阻抗越大越好；如果是用電流源來驅動的，則阻抗越小越好（注：隻适合于低頻電路，在高頻電路中，還要考慮阻抗匹配問題。另外如果要獲取最大輸出功率時，也要考慮　阻抗匹配問題

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無論信号源或放大器還有電源，都有輸出阻抗的問題。輸出阻抗就是一個信号源的内阻。本來，對于一個理想的電壓源（包括電源），内阻應該為0，或理想電流源的阻抗應當為無窮大。輸出阻抗在電路設計最特别需要注意

但現實中的電壓源，則不能做到這一點。我們常用一個理想電壓源串聯一個電阻r的方式來等效一個實際的電壓源。這個跟理想電壓源串聯的電阻r，就是（信号源/放大器輸出/電源）的内阻了。當這個電壓源給負載供電時，就會有電流I從這個負載上流過，并在這個電阻上産生I×r的電壓降。這将導緻電源輸出電壓的下降，從而限制了最大輸出功率（關于為什麼會限制最大輸出功率，請看後面的“阻抗匹配”一問）。同樣的，一個理想的電流源，輸出阻抗應該是無窮大，但實際的電路是不可能的

三、阻抗匹配

阻抗匹配是指信号源或者傳輸線跟負載之間的一種合适的搭配方式。

阻抗匹配分為低頻和高頻兩種情況讨論。

我們先從直流電壓源驅動一個負載入手。由于實際的電壓源，總是有内阻的（請參看輸出阻抗一問），我們可以把一個實際電壓源，等效成一個理想的電壓源跟一個電阻r串聯的模型。假設負載電阻為R，電源電動勢為U，内阻為r，那麼我們可以計算出流過電阻R的電流為：I=U/(R r)，可以看出，負載電阻R越小，則輸出電流越大。負載R上的電壓為：Uo=IR=U/[1 (r/R)]，可以看出，負載電阻R越大，則輸出電壓Uo越高。再來計算一下電阻R消耗的功率為：

P=I2×R=[U/(R r)]2×R=U2×R/(R2 2×R×r r2)

=U2×R/[(R-r)2 4×R×r]

=U2/{[(R-r)2/R] 4×r}

對于一個給定的信号源，其内阻r是固定的，而負載電阻R則是由我們來選擇的。注意式中[(R-r)2/R]，當R=r時，[(R-r)2/R]可取得最小值0，這時負載電阻R上可獲得最大輸出功率Pmax=U2/(4×r)。即，當負載電阻跟信号源内阻相等時，負載可獲得最大輸出功率，這就是我們常說的阻抗匹配之一。對于純電阻電路，此結論同樣适用于低頻電路及高頻電路。

隔離的電阻

當交流電路中含有容性或感性阻抗時，結論有所改變，就是需要信号源與負載阻抗的的實部相等，虛部互為相反數，這叫做共扼匹配。

在低頻電路中，我們一般不考慮傳輸線的匹配問題，隻考慮信号源跟負載之間的情況，因為低頻信号的波長相對于傳輸線來說很長，傳輸線可以看成是“短線”，反射可以不考慮（可以這麼理解：因為線短，即使反射回來，跟原信号還是一樣的）。從以上分析我們可以得出結論：如果我們需要輸出電流大，則選擇小的負載R；如果我們需要輸出電壓大，則選擇大的負載R；如果我們需要輸出功率最大，則選擇跟信号源内阻匹配的電阻R。有時阻抗不匹配還有另外一層意思，例如一些儀器輸出端是在特定的負載條件下設計的，如果負載條件改變了，則可能達不到原來的性能，這時我們也會叫做阻抗失配。

在高頻電路中，我們還必須考慮反射的問題。當信号的頻率很高時，則信号的波長就很短 λ = v/f ，當波長短得跟傳輸線長度可以比拟時，反射信号疊加在原信号上将會改變原信号的形狀。如果傳輸線的特征阻抗跟負載阻抗不相等（即不匹配）時，在負載端就會産生反射。為什麼阻抗不匹配時會産生反射以及特征阻抗的求解方法，牽涉到二階偏微分方程的求解，在這裡我們不細說了，有興趣的可參看電磁場與微波方面書籍中的傳輸線理論。傳輸線的特征阻抗（也叫做特性阻抗）是由傳輸線的結構以及材料決定的，而與傳輸線的長度，以及信号的幅度、頻率等均無關。

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。另外還有一種常見的傳輸線是特性阻抗為300Ω的扁平平行線，這在農村使用的電視天線架上比較常見，用來做八木天線的饋線。因為電視機的射頻輸入端輸入阻抗為75Ω，所以300Ω的饋線将與其不能匹配。

實際中是如何解決這個問題的呢？

不知道大家有沒有留意到，電視機的附件中，有一個300Ω到75Ω的阻抗轉換器（一個塑料封裝的，一端有一個圓形的插頭的那個東東，大概有兩個大拇指那麼大）。它裡面其實就是一個傳輸線變壓器，将300Ω的阻抗，變換成75Ω的，這樣就可以匹配起來了。這裡需要強調一點的是，特性阻抗跟我們通常理解的電阻不是一個概念，它與傳輸線的長度無關，也不能通過使用歐姆表來測量。為了不産生反射，負載阻抗跟傳輸線的特征阻抗應該相等，這就是傳輸線的阻抗匹配，如果阻抗不匹配會有什麼不良後果呢？如果不匹配，則會形成反射，能量傳遞不過去，降低效率；會在傳輸線上形成駐波（簡單的理解，就是有些地方信号強，有些地方信号弱），導緻傳輸線的有效功率容量降低；功率發射不出去，甚至會損壞發射設備。如果是電路闆上的高速信号線與負載阻抗不匹配時，會産生震蕩，輻射幹擾等。

當阻抗不匹配時，有哪些辦法讓它匹配呢？

第一， 可以考慮使用變壓器來做阻抗轉換，就像上面所說的電視機中的那個例子那樣

第二， 可以考慮使用串聯/并聯電容或電感的辦法，這在調試射頻電路時常使用。

第三，可以考慮使用串聯/并聯電阻的辦法。一些驅動器的阻抗比較低，可以串聯一個合适的電阻來跟傳輸線匹配，例如高速信号線，有時會串聯一個幾十歐的電阻。而一些接收器的輸入阻抗則比較高，可以使用并聯電阻的方法，來跟傳輸線匹配，例如，485總線接收器，常在數據線終端并聯120歐的匹配電阻。

為了幫助大家理解阻抗不匹配時的反射問題，我來舉兩個例子：假設你在練習拳擊——打沙包。如果是一個重量合适的、硬度合适的沙包，你打上去會感覺很舒服。但是，如果哪一天我把沙包做了手腳，例如，裡面換成了鐵沙，你還是用以前的力打上去，你的手可能就會受不了了——這就是負載過重的情況，會産生很大的反彈力。相反，如果我把裡面換成了很輕很輕的東西，你一出拳，則可能會撲空，手也可能會受不了——這就是負載過輕的情況。另一個例子，不知道大家有沒有過這樣的經曆：就是看不清樓梯時上/下樓梯，當你以為還有樓梯時，就會出現“負載不匹配”這樣的感覺了。當然，也許這樣的例子不太恰當，但我們可以拿它來理解負載不匹配時的反射情況

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