做高速电路设计的人,谁没跟50欧姆较过劲?但你有没有想过,这个数字到底从哪来的?它绝非拍脑袋的结果,而是一段近百年的工程博弈。

1、阻抗到底是什么
交流电路中,电阻、电感、电容共同阻碍电流流动,三者的向量和就是阻抗,单位欧姆。
关键在于:阻抗随频率变化。感抗随频率升高而增大,容抗随频率升高而减小。
因此,所谓特征阻抗,是信号沿传输线传播时"看到"的瞬时阻抗,与走线长度无关,只和板层、介质介电常数、线宽、线距有关。
2、50欧姆的由来
上世纪30年代,无线电和雷达兴起,工程师需要一根既能扛大功率、又能低损耗传输的同轴电缆。
计算发现:空气填充同轴线,阻抗30欧姆时功率容量最大,77欧姆时传输损耗最小。
怎么选?取折中。
30和77的平均值约53欧姆,取整就是50欧姆。
后来波导在TE10模式下最优阻抗约60欧姆,50欧姆恰好也靠近它。
更关键的是,某些介电填充电缆的最低损耗点,刚好就在50欧姆附近。
二战期间,美国JAN组织(后来的MIL标准)正式敲定50欧姆。惠普等巨头推动下,欧洲也跟进。从此一统江湖。
3、为什么不是别的数值?
75欧姆损耗更低,适合远距离视频传输;30欧姆功率更大,适合大功率发射。
但50欧姆在功率、损耗、可制造性之间取得了最佳平衡。
这不是最优解,却是最不坏的解,也是全行业兼容性最强的解。
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