不考虑长度和信号频率，PCB走线如何具有50欧姆阻抗？

嗯，这似乎只是线路阻抗的另一个问题。

我了解，当我们说“传输线”效果时，我们谈论的是串扰，反射和振铃（我想就是这样）。这些影响在PCB迹线表现为“理想”传输介质的低频情况下不存在，更像我们希望电线在上学初期表现出来的情况一样。

我也知道50欧姆值不是来自线路电阻，线路电阻会很小并且小于1欧姆。该值来自线上的L与C之比。通过改变接地平面上方的走线高度来改变C或通过改变走线宽度来改变L会改变线路的阻抗。

我们都知道，L和C的电抗也取决于信号频率。现在我的问题是：

1. 为什么不将其称为仅线电抗而不是线阻抗？

2. 怎么可能只有50欧姆？它必须取决于信号频率吧？例如1兆赫时为50欧姆

3. 如果我选择走100欧姆或25欧姆走线，世界会终结吗？我知道，虽然我们想说50欧姆是一个魔幻数字，但它将在50欧姆左右而不是50.0000欧姆的范围内。

4. 在任何时候，PCB走线的实际电阻都可能很重要吗？

让我们看一下传输线的公式和等效电路。

（1）阻抗而非电抗。

$R,L$$C$

$50\Omega$$R << j\omega L$$G \to 0$$\sqrt{L/C}$

$167\Omega$

$R$

传输线在其整个长度上具有分布的电感和电容。我们可以认为它是沿线无限多个小的电感器和电容器：

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

每个电感器用于限制电容器的充电速率。但是，随着我们将线路分成越来越多的部分，电感器和电容器都变得越来越小。那么，它们的数量重要吗？我们可以选择将传输线分成任意段，从一个到无限。因此，我们可以任意减小电容器和电感器。

因此，这些电感器和电容器的值一定无关紧要。实际上，只有电感与电容之比才是重要的，因为这不会随着传输线的划分而改变。而且，如果特性阻抗在分割线时没有改变，那么随着我们加长阻抗，它也不会改变。

菲尔补充说：

现在想象一下，在电感器和电容器的长链中，一切始于0伏和安培，然后在一端加一个电压。电感器减慢电容器充电速度的方式将流过稳定的电流，该电流与您输入的电压成正比。由于您有一个电压和一个与该电压成比例的电流，因此可以将两者相除以找到抵抗这无限传输线的迷cks。实际上，对于理想的无限传输线，您无法从外部分辨出传输线和电阻之间的区别。

但是，这仅在电压阶跃可以继续沿传输线传播的情况下才有效。但是，这就是aha的时刻，如果您有一条短线，但在其一端放置一个具有特征电阻的电阻，则它的另一端将看起来像是无限传输线。这样做称为终止传输线。

吉姆回答得很好。为了扩展一些，但是：

2）50欧姆是50欧姆（一种）。材料的介电常数与频率略有相关。因此，为1 GHz选择的走线高度和宽度在10 GHz时的阻抗会稍有不同（如果您需要担心差异，您可能已经知道差异了！）

4）对于标准PCB FR4材料，介电损耗将成为0.5至1 GHz附近的问题。但是，当您使用更高的电流线时，电阻确实变得很重要。例如：如果在1英寸长的1盎司铜上走了1盎司铜，则有1安培的电流，电阻为0.1欧姆。您将在大约60C的温度下下降约0.1V。如果您不能承受0.1V的压降，则需要明显加宽走线或加粗铜线。

根据经验，如果长度小于1英寸，则可以忽略大多数直流电阻。

有一个简单的挥手解释，为什么（理想）传输线的有效阻抗是恒定的。其他解释使我们对如何在传输线模型中“选择” Li和Ci感到困惑。这些李和词到底是什么？

首先，一旦我们说“传输线”，我们就在谈论长电线。多久？长于沿线传输的电磁波的长度。因此，我们谈论的是非常长的线（英里和英里）或非常高的频率。但是，相对于迹线长度的波长概念至关重要。

现在，正如人们所提到的，走线每单位长度具有一定的电感，相应地，一定的电容也与长度成比例。这些L和C是每单位长度的电感和电容。因此，线段的实际电感为L = L *长度；对于C同样。

现在考虑正弦波进入轨迹。波以光速传播（特别是电介质/空气介质，约为150ps /英寸）。在每时每刻，特定的电荷偏差（波形）都会与一段等于该波相应长度的导线相互作用。较低的频率具有较长的波长，而较快的频率分量具有成比例的较短长度。那么，我们有什么？较长波“看见”一个较长的迹线，并且因此一个大大号，和更大的电容Ç。较短（较高频率）的波“看到”的有效线长度较短，因此L和C较小。因此，有效的L和C与波长成正比。由于线路的阻抗为Z0 = SQRT（L / C），因此消除了L和C对长度的依赖性，这就是为什么不同频率的波“看到”相同的有效阻抗Z0的原因。