Perché l'impedenza caratteristica deve essere di 50 ohm?

Da dove viene questo numero?

Per single end deve essere 50 ohm e per coppie differenziali 100 ohm. Perché?

Per PCB con impedenza controllata questi sono numeri comuni. Al di fuori del PCB è possibile trovare altri numeri per l'impedenza caratteristica. Ma qual è il motivo di utilizzare questi numeri per le tracce PCB?

— Jesus Castane
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Mentre posso immaginare da dove provenga questa domanda, potresti voler espandere il tuo presupposto, fornendo base e contesto. 50 Ohm per quale tipo di situazione? Se cerchi un po ', l'impedenza caratteristica o i valori di impedenza nominale di 600, 450, 300 e 75 ohm o 600, 75 o 50 sono molto comuni a seconda del contesto della linea di trasmissione. Questa domanda, così com'è, non è rappresentativa di fatti reali.

— Anindo Ghosh

Vedi anche questo articolo , che copre la matematica per l'impedenza caratteristica di 50 Ohm e 75 Ohm e la giustificazione per la standardizzazione su questi. Fondamentalmente, 50 Ohm è un compromesso tra la gestione ottimale della potenza e la perdita minima per le linee coassiali dielettriche aria.

— Anindo Ghosh

@Scusate. Ho parlato di circuiti stampati. Darò un'occhiata a questo articolo.

— Jesus Castane,

Sì, quindi ho dato alla domanda un voto dopo la tua chiarificazione.

— Anindo Ghosh

Puoi progettare le tracce PCB in modo che siano tutte le impedenze che desideri entro limiti ragionevoli

— Andy aka

Risposte:

Lo standard 50Ω è fondamentalmente solo una convenzione. Ci sono varie storie su come è stato scelto il 50Ω. L'articolo collegato da Anindo è buono. C'è anche La storia di 50 Ω o Non c'è niente di magico su 50 ohm . Ma la cosa più breve è che è un compromesso tra bassa attenuazione e gestione della potenza.

Ma è diventata l'impedenza standard durante la progettazione di applicazioni per linee di trasmissione già da quando. Quando un foglio dati IC dice che è necessario progettare le tracce del PCB con un'impedenza controllata, allora si sta progettando di compensare gli effetti della linea di trasmissione. Se l'impedenza della traccia è abbinata all'impedenza di uscita dell'IC o della sorgente, si riduce la possibilità di riflessi che porterebbero onde stazionarie sulla traccia e causerebbero ogni sorta di mal di testa. Poiché i progettisti dell'IC stanno progettando tenendo conto degli effetti della linea di trasmissione e poiché 50 Ω è comunemente usato per convenzione, lo standard 50 Ω prolifera.

Ma 50Ω non è affatto speciale. Da questo documento sulle soluzioni controllate di Advanced Layout Solutions:

Entro limiti ragionevoli, il valore di impedenza assoluta scelto non è normalmente importante, a condizione che sia controllato per l'intera lunghezza della linea. Altri vincoli in un disegno spesso dettano l'impedenza per noi; può essere scelto in base a una specifica di progetto (ad es. 65 Ohm per PCI) o scelto per ridurre la corrente (un'alta impedenza). Generalmente sarà compreso tra 45 e 80 Ohm a causa delle geometrie tipiche del materiale e se il segnale cambia strato, la geometria della traccia dovrebbe essere regolata in base alle necessità per mantenere uno Zo coerente.

— embedded.kyle
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50 ohm viene utilizzato perché è l'impedenza del cavo coassiale, tranne che le applicazioni audiovisive sono 75 ohm, quindi evitiamo di utilizzare un circuito di adattamento dell'impedenza per collegare il PCB all'esterno.

— cachorrocadi
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Ma quando si effettua una connessione tra circuiti integrati si utilizza anche questa impedenza. C'è qualche motivo?

— Jesus Castane,

Ogni volta che passa un segnale tra supporti la cui impedenza differisce, parte di quel segnale verrà attraversata e alcuni verranno riflessi. Se una breve sezione di un cavo da 50 ohm ha un'impedenza di 75 ohm, il 33% del segnale di tensione verrà riflesso a ciascuna estremità della sezione da 75 ohm. Circa l'11% del segnale sopravvivrà a un round trip, l'1,2% sopravviverà a due e lo 0,15% sopravviverà a tre. Se il tempo di andata e ritorno è abbastanza breve, i riflessi possono spegnersi abbastanza rapidamente da non costituire un problema. La necessità di progettare per la corrispondenza dell'impedenza dipende da quali tipi di riflessioni sono tollerabili.

— supercat