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……”這zhe就jiu是shi沒mei有you標biao準zhun答da案an，仁ren者zhe見jian仁ren智zhi者zhe見jian智zhi的de一yi個ge問wen題ti。今jin天tian高gao速su先xian生sheng也ye就jiu這zhe個ge問wen題ti綜zong合he各ge種zhong答da複fu來lai簡jian單dan總zong結jie下xia，在zai此ci也ye是shi拋pao磚zhuan引yin玉yu，希xi望wang更geng多duo 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EMI會(hui)減(jian)小(xiao)
，串(chuan)擾(rao)也(ye)會(hui)因(yin)此(ci)減(jian)小(xiao)
，同(tong)時(shi)也(ye)不(bu)易(yi)受(shou)容(rong)性(xing)負(fu)載(zai)影(ying)響(xiang)。但(dan)從(cong)全(quan)路(lu)徑(jing)的(de)角(jiao)度(du)看(kan)，還(hai)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)最(zui)關(guan)鍵(jian)的(de)一(yi)個(ge)因(yin)素(su)，那(na)就(jiu)是(shi)芯(xin)片(pian)的(de)驅(qu)動(dong)能(neng)力(li)，早(zao)期(qi)大(da)多(duo)數(shu) 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。