为什么射频需要阻抗匹配模拟不需要阻抗匹配呢？或者说为什么射频关心功率模拟关心电压

scpuke

目标是“信号”最大（最有效）传输。对于电信号，可以是功率信号、电压信号或者电流信号。
想象一个发端+传输线+收端的系统。
对于模拟信号（低频），最有效的传输方式是电压传输或者电流传输：
- 电压传输：发端等效于理想电压源（输出阻抗0），收端高阻甚至无穷大阻抗，电压信号100%传输。传输线寄生电感电容低频下等于短路/开路，无影响。电压传输系统中信号功率为0（有电压无电流）。
- 电流传输：发端等效于理想电流源（输出阻抗大），收端低阻甚至无线接近0，电流信号100%传输。传输线寄生电感电容低频下等于短路/开路，无影响。电流传输系统中信号功率为0（有电流无电压）。
对于RF信号（高频），麻烦来了：发端/传输线/收端，都有寄生电感电容，在高频下串联电感是高阻，并联电容是低阻，这时再按低频电压/电流传输方式弄已经走不通了（构造不出理想低阻和理想高阻）。在传输线长度与信号波长相当甚至远大于波长时，还有信号完整性问题。于是发展出了传输线特征阻抗和端接匹配阻抗的概念，按这套理论，功率信号是可以有效传输的（最大50%功率传输）。
用功率传输是不得已而为之。把电压/电流信号转成功率信号，是要消耗很多电源能量的，现实生活中传输功率的射频系统，电源功耗都远大于传输电压/电流的模拟系统。

补充：
在芯片设计中，模拟低频可以用反馈、gain boosting等方法来构造理想低阻和理想高阻，这些方法都有带宽限制，只适合低频信号。
芯片与芯片的射频端口连接，中间要过传输线（PCB trace或cable），那么这些射频端口就会做成50ohm阻抗传功率信号，为啥是50ohm有很大历史继承原因。实际上在芯片内部并不会都遵循50ohm阻抗，例如芯片内的集成接收机，只有LNA输入口是50ohm匹配（要与芯片外的天线或其它射频源连接）且是功率信号；LNA输出就已经转成电压/电流信号了（寄生阻抗可控，用电压/电流的信号形式更高效），接后级mixer等。

gongdatwotwotwo

   

scpuke 发表于 2022-5-6 13:16
目标是“信号”最大（最有效）传输。对于电信号，可以是功率信号、电压信号或者电流信号。
想象一个发端+传 ...

您讲的真的太好了，形象又生动，实在佩服。

totowo

其实没那么复杂，也不要考虑那些所谓的入射反射。

第一，CMOS电路里在常见的模拟电路频段内，输入阻抗基本上就是电容决定的高阻（在CS级为主），跟前一级想做共轭匹配也不好做；这一点在计算噪声的时候也一样，在射频电路里一定要根据二端口网络同时考虑噪声电压和噪声电流，而模拟电路基本都只考虑噪声电压了（实际上如果是CG这种电路，输入低阻的话，反过来则要考虑噪声电流）

第二，所谓阻抗(共轭)匹配功率传输最大，其实有一个前提是“源阻抗一定“，负载阻抗如何获得最大功率。如果反过来，是负载阻抗确定的话，源阻抗并不需要去（共轭）匹配负载阻抗。射频电路里有的时候级间匹配其实并不一定要做共轭匹配，也常常取决于你先做前一级还是后一级。更别说TX有的时候还要做负载线匹配（那是大信号考虑的）

千年白菜精

   

scpuke 发表于 2022-5-6 13:16
目标是“信号”最大（最有效）传输。对于电信号，可以是功率信号、电压信号或者电流信号。
想象一个发端+传 ...

看过最牛的回答，老哥稳