傳輸線

想像一條長長的花園水管。打開水龍頭，水並不會立刻出現在另一端；一道壓力波會以固定的速度沿著水管傳過去。傳輸線就是這件事的電學版本：一對導體，例如同軸電纜的中心線與屏蔽層、或是接地層上方的電路板走線，訊號在上面以波的形式傳播，需要真實的時間才會抵達。當一段連接是波長中有意義的一部分時，你必須停止把它看成電壓處處相同的節點，改而把它看成一條波正在其中行進的線。

讓傳輸線表現出特性的，是它分布式的電感與電容，沿著整條線均勻分布，而不是集中在某一點。兩者合起來賦予這條線一個特性阻抗，射頻常用 50 歐姆、視訊常用 75 歐姆，以及一個傳播速度。射入線中的波會沿線行進，而當它抵達遠端時會發生什麼，完全取決於那裡接了什麼。若負載與線的阻抗匹配，波會被完全吸收；若不匹配，部分的波會反彈回來，這正是造成多數射頻麻煩的反射。這條線不在意它在緩慢直流意義下的總長度；它在意的是以波長為單位量出來的長度。

傳輸線在高速與高頻工作中無處不在：從收音機到天線的同軸電纜、在電路板上承載數 GHz 資料的受控阻抗走線、接到纜線數據機的饋線。只要邊緣變快或頻率變高，它們就變得重要，即使在純數位電路裡也是如此，因為一個 1 ns 的邏輯邊緣含有高頻成分，會把一條長走線看成傳輸線。誠實的說法：傳輸線不是什麼花俏的導線，它只是一條長度已經與波長相當的導線，使得電的波動本質再也無法被忽略。