很多剛接觸阻抗的人都會有這個疑問，為什麼常見的板內單端走線都是默認要求按照50歐姆來管控而不是40歐姆或者60歐姆?這是一個看似簡單但又不好回答的問題。

 

為什麼說不好回答呢?信號完整性問題本身就是一個權衡取舍的問題，所以在業內最著名的一句話也就是：“It depends……”zhejiushimeiyoubiaozhundaan，renzhejianrenzhizhejianzhideyigewenti。jintiangaosuxianshengyejiuzhegewentizonghegezhongdafulaijiandanzongjiexia，zaiciyeshipaozhuanyinyu，xiwanggengduo 的人可以從各自的角度出發總結出更多相關的因素。

 

首先
，50歐姆是有一定曆史淵源的
，這得從標準線纜說起。我們都知道近代電子技術 很(hen)大(da)一(yi)部(bu)分(fen)是(shi)來(lai)源(yuan)於(yu)軍(jun)隊(dui)，慢(man)慢(man)的(de)軍(jun)用(yong)轉(zhuan)為(wei)民(min)用(yong)

，在(zai)微(wei)波(bo)應(ying)用(yong)的(de)初(chu)期(qi)，二(er)次(ci)世(shi)界(jie)大(da)戰(zhan)期(qi)間(jian)
，阻(zu)抗(kang)的(de)選(xuan)擇(ze)完(wan)全(quan)依(yi)賴(lai)於(yu)使(shi)用(yong)的(de)需(xu)要(yao)。隨(sui)著(zhe)技(ji)術(shu)的(de)進(jin)步(bu)
，需(xu)要(yao)給(gei)出(chu)阻(zu)抗(kang)標(biao) 準，以便在經濟性和方便性上取得平衡。在美國
，最多使用的導管是由現有的標尺竿和水管連接成的
，51.5歐姆十分常見
，但看到和用到的適配器/轉換器又是 50歐姆到51.5歐姆;為聯合陸軍和海軍解決這些問題，一個名為JAN的組織成立了，就是後來的DESC
，由MIL特別發展的，綜合考慮後最終選擇了 50歐姆，並且特別的導管被製造出來
，並由此轉化為各種線纜的標準。此時歐洲標準是60歐姆，不久以後，在象Hewlett-Packard這樣在業界占 統治地位的公司的影響下，歐洲人也被迫改變了，所以50歐姆最終成為業界的一個標準沿襲下來

，也就變成約定俗成了，而和各種線纜連接的PCB，為了阻抗的 匹配，最終也是按照50歐姆阻抗標準來要求了。

 

其次，從加工可實現的角度出發
，50歐姆實現起來比較方便。從前麵阻抗計算公式可知

，過低 的阻抗需要較寬的線寬以及薄介質(或較大的介電常數)，這對於目前高密板來說空間上比較難滿足;過高的阻抗又需要較細的線寬及較厚的介質(或較小的介電常 數)，不利於EMI及串擾的抑製，同時對於多層板及從量產的角度來講加工的可靠性會比較差;而50歐姆在常用材料的環境下普通的線寬和介質厚度 (4~6mil)即符合設計要求(如下圖一阻抗計算)
，又方便加工
，慢慢的成為默認選擇也就不足為奇了。

 

圖一 阻抗計算

 

第三，從損耗的角度出發，根據基本的物理學可以證明50歐姆阻抗趨膚效應損耗最小(摘自Howard Johnson, PhD的回複)。通常電纜的趨膚效應損耗L(以分貝做單位)和總的趨膚效應電阻R(單位長度)除以特性阻抗Z0成正比。總的趨膚效應電阻R是屏蔽層和中間 導體電阻之和。屏蔽層的趨膚效應電阻在高頻時
，和它的直徑d2成反比。同軸電纜內部導體的趨膚效應電阻在高頻時，和他的直徑d1成反比。總共的串聯電阻 R，因此和(1/d2+1/d1)成正比。綜合這些因素，給定d2和相應的隔離材料的介電常數Er
，可以用以下公式來使得趨膚效應損耗最小。

 

 

在任何關於電磁場和微波的基礎書中
，都可以找到Z0是d2，d1和Er的函數。

 

 

把公式2代入公式1中，分子分母同時乘以d2,整理得到

 

 

從 公式3分離出常數項( /60)*(1/d2),有效的項((1+d2/d1)/ln(d2/d1))來確定最小值點。仔細查看公式3的最小值點僅由d2/d1控製
，和Er以及 固定值d2無關。以d2/d1為參數
，為L做圖，顯示d2/d1=3.5911時，取得最小值。假定固態聚乙烯的介電常數為2.25
，d2 /d1=3.5911 得出特性阻抗為51.1歐姆。很久之前
，無線電工程師為了方便使用

，把這個值近似為50歐姆作為同軸電纜最優值。這證明了在50歐姆附近
，L是最小的。

 

最 後，從電氣性能的角度看
，50歐姆的優勢也是綜合考慮之後的折中。單純從PCB走線的性能來說

，阻抗低比較好，對一個給定線寬的傳輸線
，和平麵距離越近
， 相應的EMIhuijianxiao，chuanraoyehuiyincijianxiao，tongshiyebuyishourongxingfuzaiyingxiang。dancongquanlujingdejiaodukan，haixuyaokaolvzuiguanjiandeyigeyinsu，najiushixinpiandequdongnengli，zaoqidaduoshu 芯片驅動不了阻抗小於50歐姆的傳輸線
，而更高阻抗的傳輸線由於實現起來不便，所以折中采用了50歐姆阻抗。

 

綜上所述：50歐姆作 為業界的默認值有其先天的優勢
，同時也是綜合考慮後的折中方案，但並不是說就一定要用50歐姆阻抗了
，很多時候還是取決於與之匹配的接口，如75歐姆仍然 是遠程通訊的標準，一些線纜和天線都是使用的75歐姆，此時就需要與之匹配的PCB線路阻抗。另外還有一些特殊的芯片通過改善芯片驅動能力
，來降低傳輸線 的阻抗
，以此得到更好的抑製EMI和串擾的效果
，如Intel的多數芯片要求阻抗控製在37歐姆
、42歐姆甚至更低，在此不再贅述。