For spor med en viss bredde vil tre hovedfaktorer påvirke impedansen tilPCBspor. Først av alt er EMI (elektromagnetisk interferens) til nærfeltet til PCB-sporet proporsjonal med høyden på sporet fra referanseplanet. Jo lavere høyde, jo mindre stråling. For det andre vil krysstalen endre seg betydelig med høyden på sporet. Hvis høyden reduseres til det halve, vil krysstalen reduseres til nesten en fjerdedel. Til slutt, jo lavere høyden er, desto mindre er impedansen, og den er mindre utsatt for kapasitive belastninger. Alle tre faktorene vil tillate designeren å holde sporet så nært referanseplanet som mulig. Grunnen som hindrer deg i å redusere sporhøyden til null er at de fleste brikker ikke kan drive transmisjonslinjer med en impedans på mindre enn 50 ohm. (Et spesielt tilfelle av denne regelen er Rambus som kan kjøre 27 ohm, og National sin BTL-serie, som kan kjøre 17 ohm). Ikke alle situasjoner er best å bruke 50 ohm. For eksempel fungerer den svært gamle NMOS-strukturen til 8080-prosessoren ved 100KHz uten problemer med EMI, krysstale og kapasitiv belastning, og den kan ikke kjøre 50 ohm. For denne prosessoren betyr høy impedans lavt strømforbruk, og du bør bruke tynne ledninger med høy impedans så mye som mulig. Et rent mekanisk perspektiv må også vurderes. For eksempel, når det gjelder tetthet, er avstanden mellom lagene på et flerlagskort svært liten, og linjebreddeprosessen som kreves for 70 ohm impedans er vanskelig å oppnå. I dette tilfellet bør du bruke 50 ohm, som har en bredere linjebredde og er lettere å produsere. Hva er impedansen til koaksialkabelen? Innen RF-feltet er ikke problemstillingene som vurderes de samme som vurderes i PCB, men koaksialkabler i RF-industrien har også et lignende impedansområde. I følge IEC-publikasjonen (1967) er 75 ohm en vanlig impedansstandard for koaksialkabler (merk: luft brukes som et isolerende lag) fordi du kan matche noen vanlige antennekonfigurasjoner. Den definerer også en 50 ohm-kabel basert på solid polyetylen, fordi når det eksterne skjermingslaget med en fast diameter og dielektrisitetskonstanten er festet til 2,2 (dielektrisitetskonstanten til solid polyetylen), er tapet av 50 ohm-impedans-hudeffekten det minste. Du kan bevise fra grunnleggende fysikk at 50 ohm er det beste. Hudeffekttapet til kabelen L (i desibel) er proporsjonalt med den totale hudeffektmotstanden R (enhetslengde) delt på den karakteristiske impedansen Z0. Den totale hudeffektmotstanden R er summen av motstanden til skjermingslaget og mellomlederen. Beskyttelseslagets hudeffektmotstand er omvendt proporsjonal med diameteren d2 ved høye frekvenser. Hudeffektmotstanden til den indre lederen til en koaksialkabel er omvendt proporsjonal med diameteren d1 ved høye frekvenser. Den totale seriemotstanden R er derfor proporsjonal med (1/d2 +1/d1). Ved å kombinere disse faktorene, gitt d2 og den tilsvarende dielektriske konstanten ER for isolasjonsmaterialet, kan du bruke følgende formel for å redusere tap av hudeffekt. I enhver grunnleggende bok om elektromagnetiske felt og mikrobølger kan du finne at Z0 er en funksjon av d2, d1 og ER (merk: den relative permittiviteten til det isolerende laget). Sett ligning 2 inn i ligning 1, og telleren og nevneren multipliseres med d2. , Etter å ha sortert ut formel 3, skilles konstantleddet (/60)*(1/d2), og det effektive leddet ((1+d2/d1)/ln(d2/d1)) bestemmer minimumspunktet. Se nærmere på minimumspunktet til formelen i formel 3, som kun styres av d2/d1, og ikke har noe med ER og den faste verdien d2 å gjøre. Ta d2/d1 som en parameter og tegn en graf for L. Når d2/d1=3,5911 (Merk: Løs en transcendental ligning), oppnå minimumsverdien. Forutsatt at dielektrisitetskonstanten til fast polyetylen er 2,25 og d2/d1=3,5911, er den karakteristiske impedansen 51,1 ohm. For lenge siden tilnærmet radioingeniører for enkelhets skyld denne verdien til 50 ohm som den optimale verdien for koaksialkabler. Dette beviser at rundt 0 ohm, L er den minste. Men dette påvirker ikke din bruk av andre impedanser. Hvis du for eksempel lager en 75 ohm 5 kabel med samme skjermdiameter (Merk: d2) og isolator (Merk: ER), vil tapet av hudeffekt øke med 12 %. For forskjellige isolatorer vil den optimale impedansen som genereres av det optimale d2/d1-forholdet være litt forskjellig (Merk: For eksempel tilsvarer luftisolasjonen ca. 77 ohm, og ingeniøren velger en verdi på 75 ohm for enkel bruk). Andre tillegg: Ovennevnte utledning forklarer også hvorfor 75-ohm TV-kabelen kuttet overflaten er en lotus-formet hul kjernestruktur mens 50-ohm kommunikasjonskabelen er en solid kjerne. Det er også en viktig påminnelse. Så lenge den økonomiske situasjonen tillater det, prøv å velge en kabel med stor ytre diameter (Merk: d2). I tillegg til å øke styrken, er hovedårsaken at jo større ytre diameter, jo større indre diameter (det optimale diameterforhold d2) /d1), er RF-tapet til lederen selvsagt mindre. Hvorfor har 50 ohm blitt impedansstandarden for RF-overføringslinjer? Bird Electronics gir en av de mest sirkulerte versjonene av historien, fra Harmon Bannings "Cable: Det kan være mange historier om opprinnelsen til 50 ohm." I de tidlige dagene med mikrobølgeapplikasjoner, under andre verdenskrig, var valget av impedans helt avhengig av bruksbehovene. For prosessering med høy effekt ble det ofte brukt 30 ohm og 44 ohm. På den annen side er impedansen til den luftfylte ledningen med lavest tap 93 ohm. I disse årene, for høyere frekvenser som sjelden ble brukt, fantes det ingen fleksible fleksible kabler, bare stive kanaler fylt med luftmedium. Halvstive kabler ble født på begynnelsen av 1950-tallet, og ekte mikrobølgekabler dukket opp omtrent 10 år senere. Med utviklingen av teknologien, må impedansstandarder gis for å finne en balanse mellom økonomi og bekvemmelighet. I USA er 50 ohm et kompromissvalg; for at den felles hæren og marinen skulle løse disse problemene, ble det opprettet en organisasjon kalt JAN, som senere ble DESC, spesielt utviklet av MIL. Europa valgte 60 ohm. Faktisk består den mest brukte kanalen i USA av eksisterende stenger og vannrør, og 51,5 ohm er veldig vanlig. Det føles rart å se og bruke en adapter/omformer fra 50 ohm til 51,5 ohm. Til slutt vant 50 ohm, og spesielle ledninger ble produsert (eller kanskje dekoratørene endret litt diameteren på rørene sine). Like etter, under påvirkning av et dominerende selskap i bransjen som Hewlett-Packard, ble også europeere tvunget til å endre seg. 75 ohm er standarden for langdistansekommunikasjon. Siden det er en dielektrisk fyllingslinje, oppnås det laveste tapet ved 77 ohm. 93 ohm har blitt brukt for kort tilkobling, som å koble til en datamaskinvert og en skjerm. Dens lave kapasitansfunksjon reduserer belastningen på kretsen og tillater lengre tilkoblinger; interesserte lesere kan referere til MIT RadLab Series, bind 9, som inneholder Det er en mer detaljert beskrivelse.
