为什么只有在走线长于一半波长时，特性阻抗才重要？

当走线短于一半波长时，为什么不考虑走线的特征阻抗？我在光衍射方面也遇到了同样的问题，当针孔小于半个波长时会发生这种情况-从某种意义上讲是有道理的，但是我看不到它，我不了解波长与反射之间的关系（我认为这是我们关心阻抗匹配的唯一原因）。我正在尝试使海浪比喻有效，但是...嗯，我要问的事实说明了一切。

一些不道德的自我提升：在线传输线模拟

调整传输线长度与信号频率的关系等同于调整时间延迟（tDelay）与上升时间（tRise）的关系。

一些有趣的参数：set tDelay=tRise/10。在这种情况下，波长比传输线长得多。请注意，红色迹线将在达到1V峰值“接通”电平之前从远端反射多次。但是，每次反射都相对较小，因为红色迹线左侧的电压与驱动电平（蓝色迹线）没有明显不同。信号能够以足够快的速度传播到目标，以至于分离距离永远不会变得太大。

现在再说一遍tDelay=tRise/2。请注意，驱动源电压与红色不匹配终端电压的分离明显更多。当信号最终到达传输线的末端时，反射非常严重。接收器认为驱动电压与实际驱动电压之间的这种不匹配决定了任何反射的幅度。之所以会出现重复反射，是因为反射会导致线电平超出源电平，但小于第一次反射。信号反复反射，直到电平稳定在电源电压附近。

1/4波长或更短的波长迹线也可以起到很大的作用。我听说过的常用经验法则是，当长度小于1/10或1/20波长时，您可能会忽略传输线的影响。

举一个简单的例子，假设您用开路端接1/4波长线，并用单频源驱动它。信号反射回光源（相距1/4波长）后，它将看起来像是在驱动短路而不是断路的光源。那是一个相当大的影响。

对于数字设计中更常见的情况，可以将线路设计为50欧姆，并以50欧姆终止线路，但是在生产中，线路的实际特性阻抗可能会在45到55欧姆之间变化。您想知道对信号完整性有多大影响。

如果线很长，则信号传播到末端，然后反射回来。然后，它传播回源（可能根本无法很好地匹配）并再次反射。等等。这会在负载处产生一个电压，在每个上升沿和下降沿上都有一个明显的环。如果走线较长，此环消失的时间也更长，因为这些反射来回传播需要时间。

另一方面，如果线路非常短（在与数字信号的上升和下降时间有关的“临界频率”下小于1/10波长），这些反射将全部在上升或下降时间内发生。下降沿仍在进行中，在负载时不会产生很大的振铃（过冲或下冲）。

这就是为什么您会经常听到一条经验法则，即当迹线长度只是波长的一小部分时，就不需要阻抗控制。

与迹线相比，长波长实际上意味着沿迹线的电压很小-一端总是与另一端几乎相同的电压（与信号幅度相比），因此反射的影响最小。

正如@ThePhoton所说，您应该考虑1/10或1/20波长而不是1/4。

如果您想到狭窄的深水箱中的水浪，并且一侧不能比另一侧高很多（比如说是波长的10倍），那么它就更像是升高和降低水箱中的水。

四分之一波未端接的电缆看起来像是短路电路，出于明显的原因，应避免这种情况。随着电缆长度的减少，信号频谱的高频部分会变得更好，并且通常会损失大约十分之一的波长。

这是一条开放式线的长度与所施加电压的四分之一波长匹配时的样子：-

http://www.ibiblio.org/kuphaldt/electricCircuits/AC/02383.png

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