辰仪科技告诉您为什么是50Ω

为什么大多数工程师喜欢用50欧姆作为pcb的传输线阻抗（有时候这个值甚至就是pcb板的缺省值），为什么不是60或者是70欧姆呢？

从生产工艺的角度

对于宽度确定的走线，3个主要的因素会影响pcb走线的阻抗。 首先，是pcb走线近区场的emi（电磁干扰）和这个走线距参考平面的高度是成一定的比例关系的，高度越低意味着辐射越小。 其次，串扰会随走线高度有显著的变化，把高度减少一半，串扰会减少到近四分之一。 后，高度越低阻抗越小，不易受电容性负载影响。

pcb单端阻抗主要是线宽，铜厚，介质厚度三个因素决定的。如上图，50ω，这三个参数是5.5mil,1.4mil,3.5mil。这些参数对生产来说比较容易制造，阻抗再小，介质厚度得越小，介质厚度再小就会超出生产设备的制程能力。5-6mil也是现在一般pcb生产厂家都能生产的。线宽一点对于现在高密度高速pcb来说，设计工程师又得叫苦不迭了。所以50ω在业界成为标准，也就不足为奇了。

从电气性能的角度

下面再从损耗的角度看看。在高频高速线路中有个趋肤效应，大家大学学过电子知识的都知道。业界己经证明50ω对于趋肤效应来说，它的损耗是小的。通常电缆的趋肤效应损耗l（以分贝做单位）跟总的趋肤效应电阻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，因此和(1/d2+1/d1)成正比。综合这些因素，给定d2和相应的隔离材料的介电常数er,可以计算出在趋肤效应损耗小的情况下d2/d1的比值。 假定固态聚乙烯的介电常数为2.25，趋肤效应损耗小时，d2/d1=3.5911得出特性阻抗正是50欧姆。

从历史的角度

鸟牌电子公司提供了一个为流传的故事版本，来自于 harmon banning 的《电缆：关于 50 欧姆的来历可能有很多故事》。在微波应用的初期，二次世界大战期间，阻抗的选择*依赖于使用的需要.对于大功率的处理，30欧姆和44欧姆常被使用。 另一方面，低损耗的空气填充线的阻抗是93欧姆。在那些岁月里，对于很少用的更高频率，没有易弯曲的软电缆，仅仅是填充空气介质的刚性导管。半刚性电缆诞生于50年代早期，真正的微波软电缆出现是大约10年以后了。 随着技术的进步，需要给出阻抗标准，以便在经济性和方便性上取得平衡。在美国，50欧姆是一个折中的选择；为联合陆地军和海军解决这些问题，一个名为jan的组织成立了，就是后来的desc，由mil特别发展的。 欧洲选择了60欧姆。事实上，在美国多使用的导管是由现有的标尺竿和水管连接成的，51.5欧姆是十分常见的。看到和用到50欧姆到51.5欧姆的适配器/转换器，感觉很奇怪的。 终50欧姆胜出了，并且特别的导管被制造出来（也可能是装修工人略微改变了他们管子的直径）。不久以后，在象hewlett-packard 这样在业界占统治地位的公司的影响下，欧洲人也被迫改变了。

所以对于射频50ω阻抗标准缘由是业界经过长期的实践统一下来的，从生产制造上，电气性能，历史因素上都是一个折中的选择。