Warum muss die charakteristische Impedanz 50 Ohm betragen?

Woher kommt diese Nummer?

Für Single-Ended muss es 50 Ohm und für Differentialpaare 100 Ohm sein. Warum?

Für Leiterplatten mit geregelter Impedanz sind dies die gebräuchlichen Zahlen. Außerhalb der Leiterplatte finden Sie andere Nummern für die charakteristische Impedanz. Aber was ist der Grund für die Verwendung dieser Nummern für die Leiterplattenspuren?

Der 50Ω-Standard ist im Grunde nur eine Konvention. Es gibt verschiedene Geschichten darüber, wie 50Ω ausgewählt wurden. Der Artikel Anindo verlinkt ist gut. Es gibt auch die Geschichte von 50 Ω oder es gibt nichts Magisches über 50 Ohm . Das lange und kurze daran ist jedoch, dass es sich um einen Kompromiss zwischen geringer Dämpfung und Belastbarkeit handelt.

Aber es wurde die Standardimpedanz beim Entwurf für Übertragungsleitungsanwendungen vor langer Zeit. Wenn in einem IC-Datenblatt angegeben ist, dass Sie Ihre Leiterplattenspuren mit einer kontrollierten Impedanz entwerfen müssen, entwerfen Sie, um Übertragungsleitungseffekte zu kompensieren. Wenn die Impedanz der Spur an die Ausgangsimpedanz des IC oder der Quelle angepasst ist, verringern Sie die Möglichkeit von Reflexionen, die zu stehenden Wellen auf der Spur führen und alle Arten von Kopfschmerzen verursachen würden. Da die Entwickler des ICs Übertragungsleitungseffekte berücksichtigen und 50 Ω üblicherweise konventionell verwendet werden, vermehrt sich der 50 Ω-Standard.

Aber 50Ω ist keineswegs etwas Besonderes. Aus diesem Dokument zu kontrollierten Lösungen von Advanced Layout Solutions:

Innerhalb des vernünftigen Rahmens ist der gewählte absolute Impedanzwert normalerweise nicht wichtig, vorausgesetzt, er wird über die gesamte Länge der Leitung gesteuert. Andere Einschränkungen in einem Entwurf bestimmen oft die Impedanz für uns; Sie kann basierend auf einer Entwurfsspezifikation (z. B. 65 Ohm für PCI) oder zur Reduzierung des Stroms (hohe Impedanz) ausgewählt werden. Aufgrund typischer Materialgeometrien liegt sie im Allgemeinen zwischen 45 und 80 Ohm. Wenn sich die Schicht des Signals ändert, sollte die Spurengeometrie nach Bedarf angepasst werden, um einen konsistenten Zo aufrechtzuerhalten.

50 Ohm werden verwendet, da es sich um die Impedanz des Koaxialkabels handelt, außer bei audiovisuellen Anwendungen von 75 Ohm. Daher müssen wir keine Impedanzanpassungsschaltung verwenden, um die Leiterplatte mit der Außenseite zu verbinden.