Belirli bir genişliğe sahip izler için, üç ana faktör empedansını etkileyecektir.PCBizler. Her şeyden önce, PCB izinin yakın alanının EMI'si (elektromanyetik girişim), izin referans düzleminden yüksekliği ile orantılıdır. Yükseklik ne kadar düşük olursa, radyasyon o kadar küçük olur. İkinci olarak, karışma, izin yüksekliği ile önemli ölçüde değişecektir. Yükseklik yarı yarıya azaltılırsa, karışma neredeyse çeyreğe azalacaktır. Son olarak, yükseklik ne kadar düşük olursa, empedans o kadar küçük olur ve kapasitif yüklere karşı daha az duyarlıdır. Her üç faktör de tasarımcının izi referans düzlemine mümkün olduğunca yakın tutmasını sağlayacaktır. İz yüksekliğini sıfıra düşürmenizi engelleyen sebep, çoğu çipin empedansı 50 ohm'dan düşük olan iletim hatlarını çalıştıramamasıdır. (Bu kuralın özel bir durumu, 27 ohm sürebilen Rambus ve 17 ohm sürebilen National'ın BTL serisidir). Her durumda 50 ohm kullanmak en iyisi değildir. Örneğin 8080 işlemcinin çok eski NMOS yapısı 100KHz'de EMI, karışma ve kapasitif yük sorunu olmadan çalışıyor ve 50 ohm süremiyor. Bu işlemci için yüksek empedans, düşük güç tüketimi anlamına gelir ve mümkün olduğunca ince, yüksek empedanslı kablolar kullanmalısınız. Tamamen mekanik bir bakış açısı da düşünülmelidir. Örneğin, yoğunluk açısından, çok katmanlı bir levhanın katmanları arasındaki mesafe çok küçüktür ve 70 ohm empedans için gerekli olan çizgi genişliği işleminin elde edilmesi zordur. Bu durumda daha geniş hat genişliğine sahip ve üretimi daha kolay olan 50 ohm kullanmalısınız. Koaksiyel kablonun empedansı nedir? RF alanında, ele alınan konular PCB'lerde dikkate alınanlarla aynı değildir, ancak RF endüstrisindeki koaksiyel kablolar da benzer bir empedans aralığına sahiptir. IEC yayınına (1967) göre, 75 ohm, koaksiyel kablolar için ortak bir empedans standardıdır (not: yalıtım katmanı olarak hava kullanılır), çünkü bazı yaygın anten konfigürasyonlarını eşleştirebilirsiniz. Aynı zamanda, katı polietilene dayalı 50 ohm'luk bir kabloyu tanımlar, çünkü sabit bir çapa ve dielektrik sabitine sahip harici koruyucu tabaka 2,2'ye (katı polietilenin dielektrik sabiti) sabitlendiğinde, 50 ohm empedans cilt etkisi kaybı en küçüktür. Temel fizikten 50 ohm'un en iyisi olduğunu kanıtlayabilirsiniz. L kablosunun cilt etkisi kaybı (desibel olarak), toplam cilt etkisi direnci R (birim uzunluk) ile karakteristik empedansı Z0 ile orantılıdır. Toplam cilt etkisi direnci R, koruyucu tabakanın ve ara iletkenin direncinin toplamıdır. Koruyucu tabakanın cilt etkisi direnci, yüksek frekanslarda çapı d2 ile ters orantılıdır. Bir koaksiyel kablonun iç iletkeninin cilt etkisi direnci, yüksek frekanslarda çapı d1 ile ters orantılıdır. Toplam seri direnç R bu nedenle (1/d2 +1/d1) ile orantılıdır. Verilen d2 ve yalıtım malzemesinin ilgili dielektrik sabiti ER olan bu faktörleri birleştirerek, cilt etkisi kaybını azaltmak için aşağıdaki formülü kullanabilirsiniz. Elektromanyetik alanlar ve mikrodalgalarla ilgili herhangi bir temel kitapta, Z0'ın d2, d1 ve ER'nin bir fonksiyonu olduğunu bulabilirsiniz (not: yalıtkan katmanın göreli geçirgenliği). Denklem 2'yi Denklem 1'e koyun ve pay ve payda d2 ile çarpılır. , Formül 3'ü ayırdıktan sonra, sabit terim (/60)*(1/d2) ayrılır ve etkin terim ((1+d2/d1)/ln(d2/d1)) minimum noktayı belirler. Sadece d2/d1 ile kontrol edilen ve ER ve sabit d2 değeri ile ilgisi olmayan formül 3'teki formülün minimum noktasına yakından bakın. d2/d1'i parametre olarak alın ve L için bir grafik çizin. d2/d1=3.5911 olduğunda (Not: Bir aşkın denklemi çözün), minimum değeri elde edin. Katı polietilenin dielektrik sabitinin 2.25 ve d2/d1=3.5911 olduğunu varsayarsak, karakteristik empedans 51.1 ohm'dur. Uzun zaman önce, radyo mühendisleri kolaylık sağlamak için bu değeri koaksiyel kablolar için en uygun değer olarak 50 ohm'a yaklaştırdı. Bu, 0 ohm civarında L'nin en küçük olduğunu kanıtlar. Ancak bu, diğer empedansları kullanımınızı etkilemez. Örneğin, aynı blendaj çapına (Not: d2) ve yalıtkana (Not: ER) sahip 75 ohm 5'lik bir kablo yaparsanız, cilt etkisi kaybı %12 oranında artacaktır. Farklı yalıtkanlar için, optimum d2/d1 oranı tarafından oluşturulan optimum empedans biraz farklı olacaktır (Not: Örneğin, hava yalıtımı yaklaşık 77 ohm'a karşılık gelir ve mühendis kolay kullanım için 75 ohm değerini seçer). Diğer takviyeler: Yukarıdaki türetme ayrıca, 75 ohm TV kablosu kesme yüzeyinin neden lotus şeklinde içi boş bir çekirdek yapısı olduğunu ve 50 ohm'luk iletişim kablosunun katı bir çekirdek olduğunu da açıklar. Ayrıca önemli bir hatırlatma var. Ekonomik durum elverdiği sürece dış çapı geniş bir kablo seçmeye çalışın (Not: d2). Dayanımı artırmanın yanı sıra ana sebep, dış çap ne kadar büyükse, iç çap o kadar büyük (optimum çap oranı d2) /d1), iletkenin RF kaybının elbette daha küçük olmasıdır. 50 ohm neden RF iletim hatları için empedans standardı haline geldi? Bird Electronics, Harmon Banning'in "Cable: 50 ohm'un kökeni hakkında pek çok hikaye olabilir" kitabından hikayenin en çok dolaşan versiyonlarından birini sunuyor. Mikrodalga uygulamalarının ilk günlerinde, İkinci Dünya Savaşı sırasında, empedans seçimi tamamen kullanım ihtiyaçlarına bağlıydı. Yüksek güçlü işleme için genellikle 30 ohm ve 44 ohm kullanıldı. Öte yandan, en düşük kayıplı hava dolu hattın empedansı 93 ohm'dur. O yıllarda, nadiren kullanılan daha yüksek frekanslar için esnek esnek kablolar yoktu, sadece hava ortamıyla doldurulmuş sert kanallar vardı. Yarı sert kablolar 1950'lerin başında doğdu ve gerçek mikrodalga esnek kablolar yaklaşık 10 yıl sonra ortaya çıktı. Teknolojinin ilerlemesiyle, ekonomi ve kolaylık arasında bir denge kurmak için empedans standartlarının verilmesi gerekiyor. Amerika Birleşik Devletleri'nde 50 ohm uzlaşmacı bir seçimdir; ortak ordu ve donanmanın bu sorunları çözmesi için, MIL tarafından özel olarak geliştirilen, daha sonra DESC olan JAN adlı bir organizasyon kuruldu. Avrupa 60 ohm seçti. Aslında, Amerika Birleşik Devletleri'nde en yaygın olarak kullanılan kanal, mevcut çubuklardan ve su borularından oluşur ve 51.5 ohm çok yaygındır. 50 ohm'dan 51,5 ohm'a kadar bir adaptör/dönüştürücü görmek ve kullanmak garip geliyor. Sonunda, 50 ohm kazandı ve özel kanallar üretildi (veya belki dekoratörler tüplerinin çapını biraz değiştirdi). Kısa bir süre sonra, Hewlett-Packard gibi sektöre hakim bir şirketin etkisi altında Avrupalılar da değişmek zorunda kaldı. 75 ohm, uzun mesafeli iletişim için standarttır. Dielektrik dolum hattı olduğu için en düşük kayıp 77 ohm'da elde edilir. Bir bilgisayar ana bilgisayarı ve bir monitör bağlamak gibi kısa bağlantı için 93 ohm kullanılmıştır. Düşük kapasitans özelliği devre üzerindeki yükü azaltır ve daha uzun bağlantılara izin verir; ilgilenen okuyucular, daha ayrıntılı bir açıklama içeren MIT RadLab Serisi, Cilt 9'a başvurabilir.
