特性阻抗的计算方法和影响因素

特性阻抗计算公式推导过程

　　传输线路的阻抗特性“”Zo是指波在传输线中电压振幅和电流振幅的比率。是指当电缆无限长时该电缆所具有的阻抗，是阻止电流通过导体的一一种电阻名称，它不是常规意义上的直流电阻。一条电缆的特性阻抗是由电缆的电导率、电容以及阻值组合后的综合特性。假设- -根均匀电缆无限延伸，在发射端的在某一-频率下的阻抗称为“特性阻抗”（Characteristic Impedance）。 这些参数是由诸如导体尺寸、导体间的距离以及电缆绝缘材料特性等物理参数决定的。
　　测量特性阻抗时，可在电缆的另一-端用特性阻抗的等值电阻终接，其测量结果会跟输入信号的频率有关。特性阻抗的测量单位为欧姆。在高频段频率不断提高时，特性阻抗会渐近于固定值。例如同轴线将会是50或75欧姆;而常用非屏蔽双绞线的特性阻抗为100欧姆， 屏蔽双绞线的特性阻抗为150欧姆。
　　1.传输线模型

　　2.符号说明
　　R、L、G、C分别代表电阻、电感、电导和电容。
　　3.计算过程


　　由（5）（6）计算得到下列公式


　　特征阻抗如何计算

　　特征阻抗是对于交流信号（或者说高频信号）来说的。
　　PCB走线中特征阻抗计算公式：

　　L是单位长度传输线的固有电感，C是单位长度传输线的固有电容
　　要改变传输线的特征阻抗就要改变单位长度传输线的固有电感和电容。
　　传输线的特征阻抗计算公式

　　空气介质传输线的阻抗计算：
　　1.平行导线的特征阻抗

　　2.同轴电缆的特征阻抗

　　影响传输线特征阻抗因素

　　a. 线宽与特征阻抗成反比。增加线宽相当于增大电容，也就减小了特征阻抗，反之亦然
　　b. 介电常数与特征阻抗成反比。同样提高介电常数相当于增大电容，减小特征阻抗；电容 C=εS/4πkd
　　c. 传输线到参考平面的距离与特征阻抗成正比。减小传输线与参考平面的距离相当于增大了电容，这样也就减小了特征阻抗。
　　d.传输线的长度与特征阻抗没有关系。通过公式可以看出来L和C都是单位长度传输线的参数，与传输线的长度并没有关系
　　e. 线径与特征阻抗成反比。由于高频信号的趋肤效应，影响较其他因素小.