Por que a impedância característica deve ser de 50 ohms?

De onde vem esse número?

Para extremidade simples, deve ser de 50 ohm e para pares diferenciais de 100 ohm. Por quê?

Para PCB com impedância controlada, esses são os números comuns. Fora do PCB, você pode encontrar outros números para impedância característica. Mas qual é a razão de usar esses números para as faixas de PCB?

— Jesus Castane
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Embora eu possa adivinhar de onde vem essa pergunta, convém expandir seu pressuposto, fornecendo base e contexto. 50 Ohms para que tipo de situação? Você encontrará, se pesquisar um pouco, que os valores de impedância característica ou impedância nominal de 600, 450, 300 e 75 ohms ou 600, 75 ou 50 são muito comuns, dependendo do contexto da linha de transmissão. Esta questão, como está, não é representativa dos fatos reais.

— Anindo Ghosh

Consulte também este artigo , que aborda as matemáticas da impedância característica de 50 Ohm e 75 Ohm e a justificativa para padronizá-las. Basicamente, 50 Ohms é um compromisso entre o manuseio ideal de energia e a menor perda para linhas coaxiais dielétricas a ar.

— Anindo Ghosh

@Desculpa. Eu falei sobre trilhas de PCB. Vou dar uma olhada nesse artigo.

— Jesus Castane

Sim, portanto, dei à pergunta um voto positivo após sua edição de esclarecimento.

— Anindo Ghosh

Você pode criar faixas de PCB para qualquer impedância que desejar dentro do razoável

— Andy aka

Respostas:

O padrão de 50Ω é basicamente apenas uma convenção. Existem várias histórias sobre como 50Ω veio a ser escolhido. O artigo que Anindo ligou é bom. Há também a história de 50 Ω ou não há nada mágico sobre 50 ohms . Mas o longo e curto disso é que é um compromisso entre baixa atenuação e manuseio de energia.

Mas tornou-se a impedância padrão ao projetar para aplicações de linha de transmissão no passado. Quando uma folha de dados do IC diz que é necessário projetar seus traços de PCB com uma impedância controlada, você está projetando para compensar os efeitos da linha de transmissão. Se a impedância do traço corresponder à impedância de saída do IC ou da fonte, você reduzirá a possibilidade de reflexões que levariam a ondas estacionárias no traço e causariam todo tipo de dor de cabeça. Como os projetistas do CI estão projetando com os efeitos da linha de transmissão em mente, e como o 50Ω é comumente usado por convenção, o padrão de 50Ω prolifera.

Mas 50Ω não é de forma alguma especial. A partir deste trabalho em soluções controladas por Advanced Layout Solutions:

Dentro da razão, o valor da impedância absoluta escolhido normalmente não é importante, desde que seja controlado ao longo de todo o comprimento da linha. Outras restrições em um design geralmente ditam a impedância para nós; pode ser escolhido com base em uma especificação de projeto (por exemplo, 65 Ohms para PCI) ou escolhido para reduzir a corrente (uma alta impedância). Geralmente estará entre 45 e 80 Ohms devido às geometrias típicas do material e, se o sinal mudar de camada, a geometria do traço deverá ser ajustada conforme necessário para manter um Zo consistente.

— Embedded.kyle
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50 ohms são usados porque é a impedância do cabo coaxial, exceto que as aplicações audiovisuais são 75ohms e, portanto, evitamos a necessidade de usar um circuito de correspondência de impedâncias para conectar a PCB à parte externa.

— cachorrocadi
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Mas quando você faz uma conexão entre ICs, você também usa essa impedância. Existe alguma razão?

— Jesus Castane

Sempre que um sinal passa entre mídias cuja impedância difere, parte desse sinal será transmitida e parte será refletida. Se uma seção curta de um cabo de 50 ohm tiver uma impedância de 75 ohm, 33% do sinal de tensão será refletido em cada extremidade da seção de 75 ohm. Cerca de 11% do sinal sobreviverá a uma viagem de ida e volta, 1,2% sobreviverá a duas e 0,15% sobreviverá a três. Se o tempo de viagem de ida e volta for curto o suficiente, os reflexos poderão diminuir rapidamente o suficiente para não representar um problema. A necessidade de projetar para a correspondência de impedâncias depende de que tipos de reflexões são toleráveis.

— Supercat 22/11