跟Eric Bogatin學信號完整性(一):50歐姆特性阻抗的由來

50Ω特性阻抗的應用十分廣泛,在高速電路板中幾乎處處可見,爲什麼它會如此應用廣泛呢?又有什麼特別之處呢?

 

50Ω的使用在20世紀30年代變得很廣泛,當時隨着無線電通信和雷達系統的快速發展,對於高性能傳輸線的需求也不斷提高。主要的應用就是將信號從效率不高的產生器以最低的損耗傳到無線電線上。

 

同軸電纜的損耗與內導體、外導體的串聯電阻除以特性阻抗成正比。如果電纜的外徑已經是確定的最大的容許值,適當選取電纜內徑就能得到合適的阻抗。

 

如果內徑選的很大,電阻就會降低,特性阻抗也會變低,導致衰減很大。同樣,很小的內徑會使電阻變得很大,導致衰減增大。當找到一個內徑最優值,使得衰減最低時,這個值對應的特性阻抗就是50Ω。

 

大約100年前,對於確定外徑值的同軸電纜,選取特性阻抗是50Ω的原因就是爲了使衰減減到最小。這個選擇標準後來成爲提高無線電和雷達系統效率的一個準則,這樣的電纜也很容易製造。隨着這個標準的建立,更多的系統採用這個特性阻抗是爲了提高兼容性。如果所有的測試和測量系統都匹配到標準的50Ω,儀器之間的反射就會變得很小,信號質量會變得很好。

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