一. 阻抗的定義

我們都說阻抗問題是所有SI問題的根源，可是接觸SI很多年依然不能很好的去解釋阻抗的大有人在，在日常工作中，下面幾種說法時(shí)常會充斥在我們耳邊：

1.某傳輸線的阻抗為零，因?yàn)樗且欢螌?dǎo)線，導(dǎo)線的阻抗就是零

2.某傳輸線的阻抗為無窮大，因?yàn)樗┒碎_路

3.阻抗其實(shí)就等于電阻值

看來“阻抗”的確是一個耐人尋味的話題，它不僅困擾一般的電子工程師，就連一些從事高速系統(tǒng)設(shè)計(jì)的SI工程師，也經(jīng)常被它迷惑，看來對于這個簡單的問題，我們也不能掉以輕心。

我們首先來澄清一個概念，電阻和阻抗的區(qū)別，google了一下，下面的解釋似乎比較專業(yè)，我們暫且以此作為電阻和阻抗的簡單定義：

電阻：電路中對電流通過有阻礙作用并且造成能量消耗的部分叫做電阻。電阻常用R表示。

阻抗：具有電阻、電感和電容的電路里，對交流電所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示

回 到最基本的層面，對于所有理想元件，其阻抗定義為該導(dǎo)體兩端的電壓和流經(jīng)該導(dǎo)體的電流的比值，這個定義無論在時(shí)域還是頻域，在任何情況下都是有效的，從這個定義出發(fā)，就不會出錯，并且可以消除許多混淆，經(jīng)常混淆的一點(diǎn)就是認(rèn)為阻抗僅僅是電阻，我們將看到，理想電阻的阻抗和頻率無關(guān)，也就是電阻本身的阻值， 而對于電感的感抗和電容的容抗，其阻抗是頻率的函數(shù)。

XL = ωL = 2πfL

注：上面的公式已經(jīng)忽略掉了相位的影響，因?yàn)閷τ诖蟛糠钟懻搧碚f，相位的意義不大。當(dāng)然，如果特殊情況或者需要與相位有關(guān)的分析，當(dāng)另當(dāng)別論。

比如，10nF的實(shí)際去耦電容，在1GHZ頻率時(shí)的阻抗是多少呢？首先，假定這個電容器是理想的電容，10nF的理想電容的阻抗是1/(2π x 1GHz x 10nF)=1/(6 x 10? x 10 x 10??)=1/60=0.016?, 這是一個很小的阻抗，當(dāng)然，頻率越低，阻抗就越大。如在1 Hz 時(shí)，它的阻抗大約是16 M?.

用同樣的方法，可以來分析理想電感的阻抗，可以知道頻率越高，電感的阻抗就越高。我們可以手工計(jì)算單個元件的阻抗，但是對于實(shí)際的電路模型來說，就會復(fù)雜得多，比如近似于實(shí)際電容的RLC電路模型的阻抗為：

我們很難用手工的方法去計(jì)算每個頻率的阻抗，這個時(shí)候可以借助其他工具比如SPICE軟件來計(jì)算和繪制它的阻抗曲線。

二. 阻抗的意義

很多人也許會問，為什么要考慮阻抗呢？

我們先來看一個實(shí)際工程中的例子，當(dāng)這個項(xiàng)目出現(xiàn)很嚴(yán)重的問題時(shí)，誰也沒有想到這個問題是由下圖很小的一個非單調(diào)性引起的，也沒有人會相信在電路中串聯(lián)一個49ohm的電阻就可以消除這個非單調(diào)性，而事實(shí)上，一個小小的串聯(lián)電阻確實(shí)解決了這個問題，是的，在電子世界中，就是這么神奇。

回到理論層面，可以說，在高速系統(tǒng)中，所有的現(xiàn)象都可以用阻抗特性來解釋

1.由于傳輸線的阻抗不連續(xù)，引起信號的反射，從而引起信號本身的畸變

2.由于傳輸線的耦合(耦合是阻抗構(gòu)成的一部分),引起信號間的串?dāng)_，造成臨近區(qū)域信號的畸變

3.由于電源系統(tǒng)的某個區(qū)域阻抗過大，使得該區(qū)電源系統(tǒng)的供電不足，諧振，從而造成相關(guān)器件的性能損失，甚至混亂

……

所以，阻抗是控制高速系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本，對于高速信號系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最后都會歸于對信號傳輸阻抗的設(shè)計(jì)。