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大阳城集团娱乐网站-为什么PCB上的单端阻抗控制50欧姆

发布时间:2022-09-21 23:49:02
本文摘要:很多刚刚认识电阻的人都会有这个疑惑,为什么少见的板内单端走线都是配置文件拒绝按照50欧姆来管控而不是40欧姆或者60欧姆?

很多刚刚认识电阻的人都会有这个疑惑,为什么少见的板内单端走线都是配置文件拒绝按照50欧姆来管控而不是40欧姆或者60欧姆?这是一个看起来非常简单但又很差问的问题。在写出这篇文章前我们也查询了很多资料,其中最有知名度的是HowardJohnson,PhD关于此问题的回应,坚信很多人都有看完。为什么说道很差问呢?信号完整性问题本身就是一个权衡权衡的问题,所以在业内最知名的一句话也就是:"Itdepends……"这就是没标准答案,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应来非常简单总结下,在此也是抛砖引玉,期望更好的人可以从各自的角度抵达总结出有更加多涉及的因素。

首先,50欧姆是有一定历史渊源的,这得从标准线缆想起。我们都告诉近代电子技术相当大一部分是源于军队,渐渐的军用改以民用,在微波应用于的初期,二次世界大战期间,电阻的自由选择几乎依赖用于的必须。随着技术的变革,必须得出电阻标准,以便在经济性和方便性上获得均衡。在美国,最多用于的导管是由现有的标尺竿和水管连接成的,51.5欧姆十分少见,但看见和中用的适配器/转换器又是50欧姆到51.5欧姆;为牵头陆军和海军解决问题这些问题,一个取名为JAN的的组织正式成立了,就是后来的DESC,由MIL尤其发展的,综合考虑到后最后自由选择了50欧姆,并且尤其的导管被生产出来,并由此转化成为各种线缆的标准。

此时欧洲标准是60欧姆,不久以后,在象Hewlett-Packard这样在业界占到统治者地位的公司的影响下,欧洲人也不得不转变了,所以50欧姆最后沦为业界的一个标准沿用下来,也就变为约定俗成了,而和各种线缆相连的PCB,为了电阻的给定,最后也是按照50欧姆电阻标准来拒绝了。其次,从线路板制作可实现的角度抵达,50欧姆构建一起较为便利。从前面电阻计算公式由此可知,过较低的电阻必须较宽的线宽以及厚介质(或较小的介电常数),这对于目前即墨板来说空间上较为无以符合;过低的电阻又必须较细的线宽及坚硬的介质(或较小的介电常数),有利于EMI及串扰的诱导,同时对于多层板及从量产的角度来讲加工的可靠性不会较为劣;而50欧姆在常用材料的环境下普通的线宽和介质厚度(4~6mil)即合乎设计拒绝(如下图一电阻计算出来),又便利加工,渐渐的沦为配置文件自由选择也就不足为奇了。第三,从损耗的角度抵达,根据基本的物理学可以证明50欧姆电阻趋肤效应损耗大于(节录HowardJohnson,PhD的恢复)。

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一般来说电缆的趋肤效应损耗L(以分贝做到单位)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。

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总共的串联电阻R,因此和(1/d2+1/d1)成正比。综合这些因素,等价d2和适当的隔绝材料的介电常数Er,可以用以下公式来使得趋肤效应损耗大于。在任何关于电磁场和微波的基础书中,都可以寻找Z0是d2,d1和Er的函数。把公式2代入公式1中,分子分母同时除以d2,整理获得从公式3分离出常数项(/60)*(1/d2),有效地的项((1+d2/d1)/ln(d2/d1))来确认最小值点。

细心查阅公式3的最小值点仅有由d2/d1掌控,和Er以及固定值d2牵涉到。以d2/d1为参数,为L做到图,表明d2/d1=3.5911时,获得最小值。假设固态聚乙烯的介电常数为2.25,d2/d1=3.5911得出结论特性阻抗为51.1欧姆。

很幸之前,无线电工程师为了方便使用,把这个值近似于为50欧姆作为同轴电缆拟合值。这证明了在50欧姆附近,L是大于的。

最后,从电气性能的看作,50欧姆的优势也是综合考虑到之后的折衷。全然从PCB走线的性能来说,电阻较低较为好,对一个等价线宽的传输线,和平面距离越近,适当的EMI不会增大,串扰也不会因此增大,同时也容易不受容性阻抗影响。但从全路径的看作,还必须考虑到最关键的一个因素,那就是芯片的驱动能力,早期大多数芯片驱动没法电阻大于50欧姆的传输线,而更高电阻的传输线由于构建一起不便,所以折衷使用了50欧姆电阻。综上所述:50欧姆作为业界的默认值有其先天的优势,同时也是综合考虑到后的折衷方案,但并不是说道就一定能用50欧姆电阻了,很多时候还是各不相同与之给定的模块,如75欧姆依然是远程通讯的标准,一些线缆和天线都是用于的75欧姆,此时就必须与之给定的PCB线路电阻。

另外还有一些类似的芯片通过提高芯片驱动能力,来减少传输线的电阻,以此获得更佳的诱导EMI和串扰的效果,如Intel的多数芯片拒绝电阻掌控在37欧姆、42欧姆甚至更加较低,在此仍然赘述。


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