在电子电路的世界里，电阻是一种极为基础且常见的元件。而串联电阻，这个看似普通的组合方式，却在电子电路中发挥着不可小觑的作用。下面，我们将深入探讨串联电阻的作用、常见的阻抗匹配方法以及具体的应用。
- 阻抗匹配：在电子电路中，信号源的阻抗与信号线之间的匹配情况至关重要。当信号源的阻抗很低，与信号线的阻抗不匹配时，会导致信号反射、振荡等问题，影响信号的传输质量。此时，串联一个合适的电阻可以改善匹配情况，减少反射，避免振荡。
常见的阻抗匹配方法有多种：
- 使用变压器：变压器可以实现阻抗的转换，通过改变匝数比来调整输入和输出的阻抗，从而达到匹配的目的。
- 串联 / 并联电容或电感：在调试射频电路时，这种方法经常被使用。电容和电感可以根据不同的频率特性，对信号进行滤波和阻抗调整。
- 串联 / 并联电阻：对于一些驱动器阻抗较低的情况，可以串联一个合适的电阻来与传输线匹配，例如高速信号线，有时会串联一个几十欧的电阻；而对于一些接收器输入阻抗较高的情况，可以使用并联电阻的方法，如 485 总线接收器，常在数据线终端并联 120 欧的匹配电阻。
- 改变阻抗力：通过电容、电感与负载的串并联组合，调整负载阻抗值，以实现源和负载阻抗的匹配。
- 调整传输线：通过加长源和负载间的距离，并配合电容和电感，将阻抗力调整为零，使信号不发生反射，能量能够被负载完全吸收。在高速 PCB 布线中，一般将数字信号的走线阻抗设计为 50 欧姆，不同类型的传输线也有相应的阻抗标准，如同轴电缆基带 50 欧姆，频带 75 欧姆，双绞线（差分）为 85 - 100 欧姆。
- 减少信号边沿的陡峭程度：串联电阻与信号线的分布电容以及负载的输入电容等形成一个 RC 电路。这个 RC 电路可以降低信号边沿的陡峭程度。当一个信号的边沿非常陡峭时，它会含有大量的高频成分，这些高频成分不仅会产生辐射干扰，还容易引发过冲现象。因此，在高速信号线中，通常会考虑使用这样的电阻来减少高频噪声和过冲。而在低频情况下，一般直接连接即可。
- SPI 信号线：在 SPI 信号上串联电阻，一般阻值在几十欧姆左右，主要有以下几个作用：
- 阻抗匹配：改善信号源与信号线之间的阻抗匹配，减少反射，提高信号传输的稳定性。
- 减少信号陡峭和过冲：SPI 的速率较高，串联电阻与线上电容和负载电容构成 RC 电路，降低信号边沿的陡峭程度，避免过冲对芯片 GPIO 造成损坏，同时也有利于减少电磁干扰（EMI）。
- 调试方便：对于采用 BGA、QFN 封装的芯片，串联电阻方便在调试时用示波器抓取波形。
- LDO 输入端：当 LDO 的 VIN absolute maximum 接近电源电压，而又不想更换高规格的 LDO 以节省成本时，可以在 LDO 输入端串联一个小阻值电阻。这个电阻可以吸收一部分电压和电流，当电源端出现更大的浪涌时，电阻会首先承受冲击，避免 LDO 被击穿，同时也能防止电源 SYS_5V 与 GND 短路。
- TVS 前后串联电阻：TVS 串联电阻一般有两种接法，电阻在 TVS 前和电阻在 TVS 后，两种接法适用于不同的场景。
电阻在 TVS 前：如果浪涌不大，可以选择一个合适功率的电阻。电阻在 TVS 前面会吸收一小部分电流，使浪涌电流 IPP 减小，从而降低 TVS 的钳位电压 Vc，更好地保护后端负载。
- 电阻在 TVS 后：TVS 首先吸收大部分的浪涌电流，部分残压或残流会经过电阻进行二次分压限流，进一步保护后端负载。但如果后端负载远大于电阻阻值，电阻的分压限流作用就会变得很小。
