50Ωトレースインピーダンス


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PCBで50オームのインピーダンスになるようにトレースパラメータを計算しました。その後、トレースの幅とグランドプレーンまでの距離をそのままにしておけば、ラインを長くしたり短くしたりしてもインピーダンスが変化しないことに気づきました。

それは正しいですか、なぜですか?

回答:


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それは正しいです。50オームのインピーダンスは、「伝送線路」の「特性インピーダンス」を指します。これは電磁理論に由来し、通常はRFおよび高周波アプリケーションに適用できます。DCでは、トレースは依然として非常に低いインピーダンス(抵抗)になります。もしオーム計をそれに持っていくとしたら、おそらく1オームまたは0.5オームを測定するでしょう。これは、プローブ抵抗が実際のトレース抵抗(おそらく数十ミリオームの範囲にあるはずです)よりも支配的だからです。

特性インピーダンスは、(主に)伝送線路の単位長さあたりの容量とインダクタンスに関係しています。静電容量とインダクタンスは低周波数ではそれほど重要ではありませんが、信号周波数が高くなると、無視できなくなる影響が生じます。これが、50オームまたは75オームとして宣伝されている同軸ケーブルをよく目にする理由です。これは、DC抵抗ではなく、特性インピーダンス(高いMHz範囲やGHzなどの高い周波数に適用可能)を指します。

特性インピーダンスは単位長さあたりのCとLに依存するため、トレースとグランドプレーンの間の距離を変更しない(静電容量に影響する)か、トレース幅を変更しない(インダクタンスに影響する)限り、特性インピーダンスは変化しないはずです。トレースの長さが問題になります(注:これは簡略化された説明ですが、基本的な考え方を示しています)。

多くの場合、「特性」という用語は用語から削除され、単に「インピーダンス」と呼ばれることに注意してください。これは、レイアウトプログラムの場合に当てはまるようです。


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@ BarsMonster、@ AdamP、静電容量とインダクタンスに抵抗とコンダクタンスを追加すると、インピーダンスの全体像がわかります。それらはまた、通常、いくつかの周波数依存性を持っていますが、「低」周波数ではありません。
Kortuk、2011

@Kortuk:それは素晴らしい点です。これには、モデルの損失も含まれます。一般的に、理想的な(可逆)ケースを想定する方がはるかに簡単ですが、Kortukが指摘するように、完全なモデルではありません。
アダムP

特性インピーダンスは主にLとCに関係しているというステートメントを拡張していました。これは多くの場合、非常に効果的な仮定であり、2つのパラメーターと共有するだけですべてがわかります。将来それを読んで、モデルが完成していることを理解する人のためのポイントの詳細。
Kortuk
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