特性阻抗(转)

在信号的传输过程中，在信号沿到达的地方，信号线和参考平面（电源平面或地平面）之间由于电场的建立，就会产生一个瞬间的电流，如果传输线是各向同性的，那么只要信号在传输，就会始终存在一个电流I，而如果信号的输出电平为V，则在信号传输过程中（注意是传输过程中），传输线就会等效成一个电阻，大小为V/I，我们把这个等效的电阻称为传输线的特征阻抗（Characteristic Impedance)Z。,来表示特定的传输线的这种特征或者是特性。特征阻抗是指信号沿传输线传播时，信号看到的瞬间阻抗的值。简单地讲,无限长传输线上各处的电压与电流的比值定义为传输线的特性阻抗。

传输线的瞬间阻抗或者是特征阻抗是影响信号品质的最重要的因素。如果信号传播过程中，相邻的信号传播间隔之间阻抗保持一致，那么信号就可以十分平稳地向前传播，因而情况变得十分简单。如果相邻的信号传播间隔之间存在差异，或者说阻抗发生了改变，信号中能量的一部分就会往回反射，信号传输的连续性也会被破坏。瞬间阻抗为：

Z=V/I=V/（δQ/δt）=V/（VδC/δt）=V/（V　CL U δt /δt）=1/（CL U）

可以看到瞬间阻抗同单位传输线长度上的电容值以及信号传输的速度有关。同样也可以人为这就是传输线特征阻抗的定义。为了将特征阻抗从实际阻抗Ｚ中区分开来，特意为特征阻抗加入一个下标０，从上面的推导中已经得到了信号传输线的特征阻抗：

Ｚ０＝１／（CL U）

一般来说,传输线的阻抗与线宽、层厚、电路板的介电常数以及采用的传输线的结构（是微带线还是带状线）等因素有关.

同轴电缆的特性阻抗的计算公式为

式中，D 为同轴电缆外导体铜网内径； d 为同轴电缆芯线外径； εr为导体间绝缘介质的相对介电常数。 通常Ｚ。=50欧姆，也有Ｚ。=75 欧姆。

由上式不难看出，馈线特性阻抗只与导体直径D和d以及导体间介质的介电常数εr有关，而与馈线长短、工作频率以及馈线终端所接负载阻抗无关。