
【電】 normalized characteristic imped-ance
标稱特性阻抗(Nominal Characteristic Impedance)是電子工程中描述傳輸線高頻信號傳輸能力的核心參數,其英文定義為“the designed impedance value of a transmission line under ideal conditions”。該參數通常用于表征同軸電纜、微帶線或PCB走線等導波結構在特定頻率範圍内維持信號完整性的能力。
從工程應用角度,标稱特性阻抗的典型值為50Ω(射頻系統)或75Ω(視頻傳輸),其數值由傳輸線的物理結構決定,包括導體間距、介質材料介電常數及幾何形狀。例如,在多層PCB設計中,IPC-2141A标準規定差分對的阻抗公差應控制在±10%以内,該标準文件可在國際電子工業聯接協會官網查詢(https://www.ipc.org)。
特性阻抗的理論計算遵循麥克斯韋方程組推導公式: $$ Z_0 = frac{120π}{sqrt{varepsilon_r}} cdot lnleft(frac{5.98h}{0.8w + t}right) $$ 其中h為介質厚度,w為走線寬度,t為銅厚,ε_r為相對介電常數。該公式在高速數字電路設計手冊(Howard Johnson, High-Speed Digital Design)第三章有詳細推導。
實際測量時需使用時域反射計(TDR),依據IEEE Standard 1154規定的測試方法,在1GHz頻率點測量阻抗偏差應小于标稱值的5%。美國國家标準技術研究院(NIST)的校準報告顯示,現代矢量網絡分析儀的阻抗測量不确定度可達0.5Ω(置信區間95%)。
标稱特性阻抗(Nominal Characteristic Impedance)是電子工程中描述傳輸線或電路設計目标的标準化參數。以下是綜合多個權威來源的詳細解釋:
基本定義
标稱特性阻抗指傳輸線在設計時預設的理想阻抗值,用于表征高頻信號傳輸過程中電壓與電流的比值。它是一個理論計算值,由傳輸線的物理結構(如線寬、線距、介質厚度)和材料參數(如介電常數)決定。例如,常見同軸電纜的标稱特性阻抗為50Ω或75Ω。
與特性阻抗的關系
特性阻抗是傳輸線的固有屬性,計算公式為:
$$ Z_0 = sqrt{frac{R + jomega L}{G + jomega C}} $$
其中( R, L, G, C )分别代表單位長度的電阻、電感、電導和電容,( omega )為角頻率。标稱值則是将實際材料參數代入公式後的理論結果,作為工程設計的基準目标。
實際應用中的意義
典型場景舉例
注意事項
标稱值≠實際阻抗,需考慮闆材誤差(±10%常見)、頻率變化(高頻趨膚效應)等因素。設計時應預留餘量并通過仿真驗證。
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