為何PCB線路多層板常用阻抗值50Ω/100Ω

　　高多層電路板在PCB板設(shè)計中，阻抗通常是指傳輸線的特性阻抗，這是電磁波在導(dǎo)線中傳輸時的特性阻抗，與導(dǎo)線的幾何形狀、介質(zhì)材料和導(dǎo)線周圍環(huán)境等因素有關(guān)。對于一般的高速數(shù)字信號傳輸和RF電路，50Ω是一個常用的阻抗值。為何是50Ω呢?而不30Ω或80Ω呢?通常默認選擇50Ω阻抗，是電子發(fā)展、PCB生產(chǎn)工藝、電路設(shè)計、成本等多因素共同決定的。

　　一、50Ω阻抗是美國軍方制定的阻抗標準

　　二次世界大戰(zhàn)期間，阻抗的選擇完全依賴于使用的需要，沒有一個標準值。但是隨著技術(shù)的進步，需要給出阻抗標準，以便在經(jīng)濟性和方便性上取得平衡。于是，美國軍方的一個聯(lián)合組織——JAN組織(Joint Army Navy)，基于其阻抗匹配、信號傳輸穩(wěn)定性和防止信號反射等方面的考慮，最終選用了50Ω阻抗作為常用標準值。后來50Ω阻抗就慢慢發(fā)展為全球默認的標準值。

　　二、50Ω阻抗可實現(xiàn)最大功率傳輸

　　從PCB板設(shè)計角度來看，在50Ω阻抗下，信號可以在電路中以最大功率傳輸，從而減少信號衰減和反射。在無線通信領(lǐng)域，50Ω阻抗也是最常用的天線輸入阻抗。

　　一般阻抗低，PCB板走線的性能會較好。對于一條給定線寬的傳輸線，其和平面距離越近，相應(yīng)的EMI會減小，串?dāng)_也會因此減小。但是從信號全路徑的角度看，阻抗不能過于低——這涉及到最關(guān)鍵的一個因素，那就是芯片的驅(qū)動能力。

　　在早期大多數(shù)芯片驅(qū)動不了阻抗小于50Ω的傳輸線，而更高阻抗的傳輸線由于實現(xiàn)起來不便且性能沒那么好，所以折中采用50Ω阻抗是當(dāng)時最優(yōu)的選擇。

　　三、50Ω容易進行阻抗匹配

　　多層PCB板設(shè)計中，經(jīng)常需要進行阻抗匹配，以減少信號反射和干擾。設(shè)計PCB走線時，一般會對要進行設(shè)計的項目進行疊層，根據(jù)厚度、基材、層數(shù)等信息進行計算阻抗。

　　四、選用50Ω阻抗，PCB生產(chǎn)較容易

　　從PCB板生產(chǎn)加工工藝角度出發(fā)，以現(xiàn)有的大部分PCB生產(chǎn)廠商的設(shè)備考慮，生產(chǎn)50Ω阻抗的PCB是比較容易實現(xiàn)的。從阻抗計算過程可知，過低的阻抗需要較寬的線寬以及薄介質(zhì)或較大的介電常數(shù)，這對于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(zhì)或較小的介電常數(shù)，不利于EMI及串?dāng)_的抑制，同時對于多層板及從量產(chǎn)的角度來講加工的可靠性會比較差。

　　控制50歐姆阻抗在使用常用板材(FR4等)、常用芯板的環(huán)境下，生產(chǎn)常用的板厚的產(chǎn)品(如1mm、1.2mm等)，可設(shè)計常見的線寬(4~10mil)，這樣板廠加工起來是非常方便的，對其加工使用的設(shè)備要求也不是很高。

　　五、使用50Ω阻抗，PCB制造成本更低

　　在制造成本和信號性能之間的平衡考慮下，50Ω阻抗是一種經(jīng)濟實用的選擇。

　　六、50Ω阻抗可以提高設(shè)備之間的兼容性

　　許多標準和設(shè)備的電路板、連接器和電纜都是為50Ω阻抗設(shè)計的，因此使用50Ω阻抗可以提高設(shè)備之間的兼容性。