很多工程師在設(shè)計(jì)PCB電路板板圖紙的時(shí)候，對(duì)剛接觸PCB阻抗的人都會(huì)有這個(gè)疑問(wèn)，為什么常見(jiàn)的電路板板內(nèi)單端走線都是默認(rèn)要求按照50歐姆來(lái)管控而不是40歐姆或者60歐姆？這是一個(gè)看似簡(jiǎn)單但又不好回答的問(wèn)題。在寫(xiě)這篇文章前我們也查找了很多有關(guān)電路板的阻抗資料，其中最有知名度的是HowardJohnson,PhD關(guān)于此問(wèn)題的答復(fù)，相信很多人都有看過(guò)。

為什么說(shuō)不好回答呢？信號(hào)完整性問(wèn)題本身就是一個(gè)權(quán)衡取舍的問(wèn)題，所以在業(yè)內(nèi)最著名的一句話也就是：”Itdepends…”這就是沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案，仁者見(jiàn)仁、智者見(jiàn)智的一個(gè)問(wèn)題。今天也就這個(gè)問(wèn)題綜合各種答復(fù)來(lái)簡(jiǎn)單總結(jié)下，在此也是拋磚引玉，希望更多的人可以從各自的角度出發(fā)總結(jié)出更多相關(guān)的因素。

一、50歐姆是有一定歷史淵源的，這得從標(biāo)準(zhǔn)線纜說(shuō)起，我們都知道近代電子技術(shù)很大一部分是來(lái)源于軍隊(duì)，慢慢的軍用轉(zhuǎn)為民用，在微波應(yīng)用的初期，二次世界大戰(zhàn)期間，阻抗的選擇完全依賴于使用的需要。隨著技術(shù)的進(jìn)步，需要給出阻抗標(biāo)準(zhǔn)，以便在經(jīng)濟(jì)性和方便性上取得平衡。在美國(guó)，最多使用的導(dǎo)管是由現(xiàn)有的標(biāo)尺竿和水管連接成的，51.5歐姆十分常見(jiàn)，但看到和用到的適配器/轉(zhuǎn)換器又是50歐姆到51.5歐姆;為聯(lián)合陸軍和海軍解決這些問(wèn)題，一個(gè)名為JAN的組織成立了，就是后來(lái)的DESC，由MIL特別發(fā)展的，綜合考慮后最終選擇了50歐姆，并且特別的導(dǎo)管被制造出來(lái)，并由此轉(zhuǎn)化為各種線纜的標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)歐洲標(biāo)準(zhǔn)是60歐姆，不久以后，在象Hewlett-Packard這樣在業(yè)界占統(tǒng)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(yè)界的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)沿襲下來(lái)，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(biāo)準(zhǔn)來(lái)要求了。

二、從電路板制作可實(shí)現(xiàn)的角度出發(fā)，50歐姆實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較方便。從前面阻抗計(jì)算公式可知，過(guò)低的PCB線路板阻抗需要較寬的線寬以及薄介質(zhì)(或較大的介電常數(shù))，這對(duì)于目前高密板來(lái)說(shuō)空間上比較難滿足;過(guò)高的阻抗又需要較細(xì)的線寬及較厚的介質(zhì)(或較小的介電常數(shù))，不利于EMI及串?dāng)_的抑制，同時(shí)對(duì)于多層板及從量產(chǎn)的角度來(lái)講加工的可靠性會(huì)比較差;而50歐姆在常用材料的環(huán)境下普通的線寬和介質(zhì)厚度(4mil-6mil)即符合設(shè)計(jì)要求(如下圖一阻抗計(jì)算)，又方便加工，慢慢的成為默認(rèn)選擇也就不足為奇了。

三、從損耗的角度出發(fā)，根據(jù)基本的物理學(xué)可以證明50歐姆阻抗趨膚效應(yīng)損耗最小(摘自HowardJohnson,PhD的回復(fù))。通常電纜的趨膚效應(yīng)損耗L(以分貝做單位)和總的趨膚效應(yīng)電阻R(單位長(zhǎng)度)除以特性阻抗Z0成正比?？偟内吥w效應(yīng)電阻R是屏蔽層和中間導(dǎo)體電阻之和。屏蔽層的趨膚效應(yīng)電阻在高頻時(shí)，和它的直徑d2成反比。同軸電纜內(nèi)部導(dǎo)體的趨膚效應(yīng)電阻在高頻時(shí)，和他的直徑d1成反比。總共的串聯(lián)電阻R，因此和(1/d2+1/d1)成正比。

最后，從電氣性能的角度看，50歐姆的優(yōu)勢(shì)也是綜合考慮之后的折中。單純從PCB走線的性能來(lái)說(shuō)，阻抗低比較好，對(duì)一個(gè)給定線寬的傳輸線，和平面距離越近，相應(yīng)的EMI會(huì)減小，串?dāng)_也會(huì)因此減小，同時(shí)也不易受容性負(fù)載影響。但從全路徑的角度看，還需要考慮最關(guān)鍵的一個(gè)因素，那就是芯片的驅(qū)動(dòng)能力，早期大多數(shù)芯片驅(qū)動(dòng)不了PCB線路板的阻抗小于50歐姆的傳輸線，而更高阻抗的傳輸線由于實(shí)現(xiàn)起來(lái)不便，所以折中采用了50歐姆阻抗。

綜上所述：50歐姆作為業(yè)界的默認(rèn)值有其先天的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也是綜合考慮后的折中方案，但并不是說(shuō)就一定要用50歐姆阻抗了，很多時(shí)候還是取決于與之匹配的接口，如75歐姆仍然是遠(yuǎn)程通訊的標(biāo)準(zhǔn)，一些線纜和天線都是使用的75歐姆，此時(shí)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(guò)改善芯片驅(qū)動(dòng)能力，來(lái)降低傳輸線的阻抗，以此得到更好的抑制EMI和串?dāng)_的效果，如Intel的多數(shù)芯片要求阻抗控制在37歐姆、42歐姆甚至更低，在此不再贅述。