信号为什么反射
我们在“传输线的特征阻抗”文章中介绍了，信号边沿在沿着传输线传播时，其路径（信号路径相对于回流路径）上每点都会有相应的瞬时阻抗。
需要再次重点强调的是：传输线的阻抗是信号路径相对于回流路径之间，而并非信号路径相对于GND或电源之间，虽然回流路径可以是GND或电源，但这是概念上的区别。
如果此时瞬时阻抗发生了变化，举个栗子：瞬时阻抗由50Ω变成了60Ω，那么一部分信号将沿着与原来信号传播方向相反的方向反射，而另外一部分将继续沿原方向传播。
好，那为什么会出现这种现象呢？
我们用物理规则结合数学公式来推导信号反射的原理：当信号沿着传输线从阻抗Z1进入到Z2的边界，此时必须保证在此边界处：V1=V2，I1=I2。即：同一点的电压和电流必须保持连续。
为什么要相等呢？这是基老师的第一第二定律告诉我们的：必须相等，不然宇宙大乱。
1. 如果在无穷小跨越交接处的电压不连续，那么将在交界处将产生一个无穷大的电场，毁灭宇宙。
2. 而如果在此的电流不连续，那么也会出现一个特殊的情况，电子既不会无中生有，也不会凭空消失。就算理论上会出现无中生有或凭空消失的特殊情况，举个栗子：量子潮汐，宇宙大爆炸之类的，那阻抗不连续出也将发生灾难。
如下图所示，既然交界处电流相等I1=I2，而且根据欧姆定律可得：I1 = V1/Z1 ，I2 = V2/Z2；
从而推导出V1/Z1 = V2/Z2，而Z1 ≠Z2。
很显然我们可以得出结论：V1=V2，I1=I2，I1 = V1/Z1 ，I2 = V2/Z2，这四个等式不能同时满足。
为了防止世界被破坏，为了守护世界的和平，贯彻爱与真实的邪恶：必须在区域1中产生一个反射回源端的电压，它唯一的目的是吸收入射信号和传输信号不匹配的电压和电流（守护住了世界的和平）。
如上图所示，那我们用V入射，V反射，V传输来表示信号在阻抗交界面产生的电压，其对应的电流分别是I入射，I反射，I传输。
电流和电压关系需满足：
V入射+V反射=V传输；
I入射-I反射=I传输；
那么可得：
V入射/Z1 - V反射/Z1 = V传输/Z2；
V入射/Z1 - V反射/Z1 = （V入射+V反射）/Z2；
计算可得：
ρ = V反射/V入射=（Z2-Z1）/（Z2+Z1）；
t = V传输/V入射= 2*Z2/（Z2+Z1）。
其中ρ：反射系数；t：传输系数。
举个栗子：我们从下图传输线信号传输模型来定性理解阻抗突变导致的反射现象，假设Z0=50ohm，Z1=100ohm，输入电压V=5V；传输线电流在阻抗突变交接前电流是：5V/50ohm = 100mA；由于传输线上存在电感，电流不能突变，考虑极端情况：100mA全部电流涌入Z1（100ohm），那么此处会产生电压V2 = 100ohm*100mA = 10V，此时传输（Z1）电压大于入射（Z0）电压5V，那么必将产生一个反射电流I反= (5V-10V)/50ohm = -100mA。而在实际情况中，当电压上升到大于5V后，电感两端产生反向电压，正向流入的电流迅速减小，同时产生反射电流/电压，传输电流不会上升到100mA的极限值，最终形成一个平衡。
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