高速电路：阻抗匹配
当你在高速数字电路，如DDR、USB、以太网的信号线上看到一个几十到一百欧姆的电阻时，它的核心使命只有一个，进行阻抗匹配，保证信号完整性。
在低速电路中，我们可以把PCB走线看作理想导线。但在高速世界里，当信号的边沿速率，也就是上升/下降时间快到一定程度时，几厘米的PCB走线就必须被视为传输线。传输线具有一个重要的物理参数------特征阻抗，它通常由PCB的物理结构决定，常见值为单端信号是50Ω或差分信号是100Ω。
当高速信号在传输线上传播时，如果遇到阻抗不匹配的地方，一部分信号能量就会像声波撞到墙壁产生回声一样，被反射回来。在电路中，最大的阻抗失配点通常发生在：
- 信号的驱动端（芯片输出阻抗通常很低，如10-30Ω）。
- 信号的接收端（芯片输入阻抗通常很高，为兆欧级）。
那么这种来回的反射会叠加在原始信号上，造成严重的振铃和过冲，可能导致数据采样错误、逻辑判断失误，甚至损坏芯片。
为了驯服反射，聪明的硬件工程师们想到了了一种名为源端串联匹配的技术。就是在紧靠信号驱动端的位置，串联一个电阻 。目标是使驱动端的输出阻抗与串联电阻之和，等于传输线的特征阻抗。由于阻抗完全匹配，返回的反射波能量被完全吸收，不再发生二次反射。振铃被彻底消除。
对于单端信号，50Ω是更常见的标准，因此33Ω、47Ω等电阻更为常用，用于补足芯片自身的输出阻抗。
过流保护与短路防护
当你看到一个1kΩ或更高阻值的电阻串联在信号线上时，它的用途就和高速信号完整性完全无关了。一个1kΩ的电阻会严重破坏高速信号的阻抗匹配，并与线路电容形成巨大的RC延迟。它的主要功能是保护、隔离和滤波，通常用于低速信号或通用输入/输出GPIO引脚。
假设MCU某个引脚用于输出，如果不小心短接到地或电源。如果没有串联电阻，瞬间的大电流会立刻烧毁这个引脚。如果在引脚上串联一个1kΩ的电阻，即使短路到3.3V，电流也只会被限制在 3.3V/1kΩ=3.3mA，这是一个非常安全的水平，足以保护MCU。用GPIO引脚驱动一个指示灯LED时，必须串联一个电阻来限制电流，否则LED会因电流过大而烧毁。
并且在连接两个不同电路板的信号线上，串联一个1kΩ电阻可以防止因两板电位差、上电时序不同或接线错误导致的电流倒灌和芯片损坏。
RC滤波与按键消抖
对于一些慢速信号，如机械按键的输入，串联电阻可以和后级的输入电容组成一个RC低通滤波器。
机械按键在按下和弹起的瞬间，触点会发生多次快速的、不稳定的通断。一个1kΩ电阻和一个0.1μF电容组成的RC滤波器，可以有效地滤除这些高频抖动毛刺，让MCU只接收到一次干净的、稳定的电平变化。