pcb为什么单端电阻控制50欧姆视频教程

学习pcb视频，我们会有很多疑问，下面就讲讲很多刚接触阻抗的人都会有这个疑问，为什么常见的板内单端走线都是默许请求依照50欧姆来管控而不是40欧姆或者60欧姆？这是一个看似简单但又不好答复的问题。在写这篇文章前我们也查找了很多材料，其中最有知名度的是Howard Johnson, PhD关于此问题的回答，置信很多人都有看过。

为什么说不好答复呢？信号完好性问题自身就是一个权衡取舍的问题，所以在业内最**的一句话也就是："It depends……" 这就是没有规范答案，仁者见仁智者见智的一个问题。今天高速先生也就这个问题综合各种回答来简单总结下，在此也是抛砖引玉，希望更多的人能够从各自的角度动身总结出更多相关的要素。

首先，50欧姆是有一定历史渊源的，这得从规范线缆说起。我们都晓得近代电子技术很大一局部是来源于军队，渐渐的军用转为民用，在微波应用的初期，二次世界大战期间，阻抗的选择完整依赖于运用的需求。随着技术的进步，需求给出阻抗规范，以便在经济性和便当性上获得均衡。在美国，最多运用的导管是由现有的标尺竿和水管衔接成的，51.5欧姆非常常见，但看到和用到的适配器/转换器又是50欧姆到51.5欧姆；为结合陆军和海军处理这些问题，一个名为JAN的组织成立了，就是后来的DESC，由MIL特别开展的，综合思索后最终选择了50欧姆，并且特别的导管被制造出来，并由此转化为各种线缆的规范。此时欧洲规范是60欧姆，不久以后，在象Hewlett-Packard这样在业界占统治位置的公司的影响下，欧洲人也被迫改动了，所以50欧姆最终成为业界的一个规范因循下来，也就变成商定俗成了，而和各种线缆衔接的PCB，为了阻抗的匹配，最终也是依照50欧姆阻抗规范来请求了。

其次，从加工可完成的角度动身，50欧姆完成起来比拟便当。从前面阻抗计算公式可知，过低的阻抗需求较宽的线宽以及薄介质（或较大的介电常数），这关于目前高密板来说空间上比拟难满足；过高的阻抗又需求较细的线宽及较厚的介质（或较小的介电常数），不利于EMI及串扰的抑止，同时关于多层板及从量产的角度来讲加工的牢靠性会比拟差；而50欧姆在常用资料的环境下普通的线宽和介质厚度（4~6mil）即契合设计请求，又便当加工，渐渐的成为默许选择也就屡见不鲜了。

在pcb视频中我们会讲很多知识点，如从损耗的角度动身，依据根本的物理学能够证明50欧姆阻抗趋肤效应损耗最小（摘自Howard Johnson, PhD的回复）。通常电缆的趋肤效应损耗L（以分贝做单位）和总的趋肤效应电阻R（单位长度）除以特性阻抗Z0成正比。总的趋肤效应电阻R是屏蔽层和中间导体电阻之和。屏蔽层的趋肤效应电阻在高频时，和它的直径d2成反比。同轴电缆内部导体的趋肤效应电阻在高频时，和他的直径d1成反比。总共的串联电阻R，因而和(1/d2+1/d1)成正比。综合这些要素，给定d2和相应的隔离资料的介电常数Er，能够用以下公式来使得趋肤效应损耗最小。

在任何关于电磁场和微波的根底书中，都能够找到Z0是d2，d1和Er的函数。

把公式2代入公式1中，分子分母同时乘以d2,整理得到 ? ? ? ?

从公式3别离出常数项( /60)*(1/d2),有效的项((1+d2/d1)/ln(d2/d1))来肯定最小值点。认真查看公式3的最小值点仅由d2/d1控制，和Er以及固定值d2无关。以d2/d1为参数，为L做图，显现d2/d1=3.5911时，获得最小值。假定固态聚乙烯的介电常数为2.25，d2/d1=3.5911 得出特性阻抗为51.1欧姆。很久之前，无线电工程师为了便当运用，把这个值近似为50欧姆作为同轴电缆**值。这证明了在50欧姆左近，L是最小的。

最后，从电气性能的角度看，50欧姆的优势也是综合思索之后的折中。单纯从PCB走线的性能来说，阻抗低比拟好，对一个给定线宽的传输线，战争面间隔越近，相应的EMI会减小，串扰也会因而减小，同时也不易受容性负载影响。但从全途径的角度看，还需求思索最关键的一个要素，那就是芯片的驱动才能，早期大多数芯片驱动不了阻抗小于50欧姆的传输线，而更高阻抗的传输线由于完成起来不便，所以折中采用了50欧姆阻抗。

学习完pcb视频后，我们可以得出结论：50欧姆作为业界的默许值有其先天的优势，同时也是综合思索后的折中计划，但并不是说就一定要用50欧姆阻抗了，很多时分还是取决于与之匹配的接口，如75欧姆依然是远程通讯的规范，一些线缆和天线都是运用的75欧姆，此时就需求与之匹配的PCB线路阻抗。另外还有一些特殊的芯片经过改善芯片驱动才能，来降低传输线的阻抗，以此得到更好的抑止EMI和串扰的效果，如Intel的多数芯片请求阻抗控制在37欧姆、42欧姆以至更低，在此不再赘述。