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詳細(xì)了解電纜的特性阻抗
術(shù)語
音頻：人耳可以聽到的低頻信號(hào),。范圍在20-20kHz。
視頻：用來傳誦圖象的高頻信號(hào),。圖象信號(hào)比聲音復(fù)雜很多,，所以它的帶寬（范圍）也大過音頻很多，少說也有0-6MHz,。
射頻：可以通過電磁波的形式想空中發(fā)射,，并能夠傳送很遠(yuǎn)的距離。射頻的范圍要寬很多,，10k-3THz（1T=1024G）,。
電纜的阻抗
本文準(zhǔn)備解釋清楚傳輸線和電纜感應(yīng)的一些細(xì)節(jié)，只是此課題的摘要介紹,。如果您希望很好地使用傳輸線,，比如同軸電纜什么的，就是時(shí)候買一本相關(guān)課題的書籍,。什么是理想的書籍取決于您物理學(xué)或機(jī)電工程,，當(dāng)然還少不了數(shù)學(xué)方面的底蘊(yùn)。
什么是電纜的阻抗,，什么時(shí)候用到它,？
首先要知道的是某個(gè)導(dǎo)體在射頻頻率下的工作特性和低頻下大相徑庭。當(dāng)導(dǎo)體的長度接近承載信號(hào)的1/10波長的時(shí)候,，good o1風(fēng)格的電路分析法則就不能在使用了,。這時(shí)該輪到電纜阻抗和傳輸線理論粉墨登場了,。
傳輸線理論中的一個(gè)重要的原則是源阻抗必須和負(fù)載阻抗相同，以使功率轉(zhuǎn)移達(dá)到zui大化,，并使目的設(shè)備端的信號(hào)反射zui小化,。在現(xiàn)實(shí)中這通常意味源阻抗和電纜阻抗相同，而且在電纜終端的接收設(shè)備的阻抗也相同,。
電纜阻抗是如何定義的,？
電纜的特性阻抗是電纜中傳送波的電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度之比。（伏特/米）/（安培/米）=歐姆
歐姆定律表明,，如果在一對(duì)端子上施加電壓（E）,，此電路中測量到電流（I），則可以用下列等式確定阻抗的大小,，這個(gè)公式總是成立：
Z = E / I
無論是直流或者是交流的情況下,，這個(gè)關(guān)系都保持成立。
特性阻抗一般寫作Z0（Z零）,。如果電纜承載的是射頻信號(hào),，并非正弦波，Z0還是等于電纜上的電壓和導(dǎo)線中的電流比,。所以特性阻抗由下面的公式定義：
Z0 = E / I
電壓和電流是有電纜中的感抗和容抗共同決定的,。所以特性阻抗公式可以被寫成后面這個(gè)形式：
其中
R=該導(dǎo)體材質(zhì)（在直流情況下）一個(gè)單位長度的電阻率，歐姆
G=單位長度的旁路電導(dǎo)系數(shù)（絕緣層的導(dǎo)電系數(shù)）,，歐姆
j=只是個(gè)符號(hào),，指明本項(xiàng)有一個(gè)+90'的相位角（虛數(shù)）
π=3.1416
L=單位長度電纜的電感量
c=單位長度電纜的電容量
注：線圈的感抗等于XL=2πfL，電容的容抗等于XC=1/2πfL,。從公式看出,，特性阻抗正比于電纜的感抗和容抗的平方根。
對(duì)于電纜一般所使用的絕緣材料來說,，和2πfc相比,，G微不足道可以忽略,。在低頻情況,，和R相比2πfL微不足道可以忽略，所以在低頻時(shí),，可以使用下面的等式：
注：原文這里是Zo = sqrt （ R / （j * 2 * pi * f * L））
應(yīng)該是有個(gè)筆誤,。阻抗不應(yīng)該是反比于感抗.實(shí)際上低頻時(shí)應(yīng)該是電阻和容抗占主導(dǎo)地位。
如果電容不跟隨頻率變化,，則Z0和頻率的平方根成反比關(guān)系,，在接近直流的狀態(tài)下有一個(gè)-45'的相位角，當(dāng)頻率增加相位角逐漸減少到0',。 當(dāng)頻率上升時(shí),，聚氯乙烯和橡膠材料會(huì)稍微降低電容,，但聚乙烯，聚丙烯,，特氟綸（聚四氟乙烯）的變化不大,。
當(dāng)頻率提高到一定程度（f足夠大），公式中包含f的兩項(xiàng)變的很大,，這時(shí)候R和G可能可以被忽略,。等式成為
簡化成
高頻下的電纜性質(zhì)
在高頻下您不能把電纜視作一條簡單的電纜。在此時(shí)它是波導(dǎo),。特性阻抗是為電磁波而設(shè)立的電阻系數(shù),。故此阻抗負(fù)責(zé)描述高頻下電纜的狀態(tài)。高頻通常用100kHz以上的頻率傳輸（當(dāng)然能否高頻傳輸取決于電纜）,。
如果您在電纜一端輸入合適頻率的正弦交流信號(hào),，信號(hào)以電波的形式傳播過電纜。
如果電纜的長度和該交流信號(hào)頻率的波長相比是個(gè)很大的數(shù)字的話（注:即電纜長度是波長的很多倍）,，在傳送過程中可以測量AC的電壓和電流比,，這個(gè)比值叫做這條電纜的特性阻抗。
實(shí)際上電纜的特性阻抗由電纜的幾何形狀和絕緣部分決定的,。電纜的長度不影響電纜的特性阻抗,。
注：就是說使用多數(shù)絕緣材料電容不會(huì)起變化。而電感量L的定義公式為
L = μ（N^2/I）S
μ = 介質(zhì)磁導(dǎo)率
N = 線圈匝數(shù)
I = 線圈長度
S = 線圈橫截面積
可以看出,，電感量只和材質(zhì)及幾何形狀有關(guān),，和頻率無關(guān)。所以在f足夠高的情況下,，特性阻抗和頻率沒有關(guān)系了,。頻率再高，特性阻抗都等于電感量除以電容量的平方根,。（實(shí)際上特性阻抗等于感抗容抗乘積的平方根,，由于在乘積中約除了有關(guān)頻率部分，所以有些資料中說特性阻抗和頻率無關(guān),，實(shí)際上應(yīng)該是在足夠高頻的情況下,，特性阻抗和頻率無關(guān)）
同軸電纜的模型是怎么樣的？
同軸電纜可以表示為分布的串聯(lián)電感和分布的并聯(lián)電容,，一種不對(duì)稱的過濾裝置排列起來,，特定的電纜有*的值。如果給定某個(gè)頻率,，而且這個(gè)頻率合適,，這套過濾裝置可以zui大化地傳遞信號(hào)；如果頻率再提高的話,，這套裝置會(huì)削弱信號(hào),。
注：這段信息很有意思,，考慮一下，特性阻抗沒有變化,，而信號(hào)卻減弱了,！為什么會(huì)這樣？*的合理解釋,，就是在電纜的接收端電壓和電流都減弱了,，而且是按照相同的比例減弱的。下面畫出一張傳輸線分布參數(shù)的草圖,，這個(gè)理論是無線電工業(yè)的工程工具之一,，在這個(gè)理論中線長可以變動(dòng)，可以使用復(fù)數(shù)源,，和復(fù)數(shù)的終端阻抗,。實(shí)際上阻抗這個(gè)詞代表有實(shí)部和虛部
如何用同軸電纜本身的性質(zhì)計(jì)算特性阻抗？
電纜的長度和它的特性阻抗無關(guān),。特性阻抗是由導(dǎo)體的大小和間隔,，還有就是導(dǎo)體之間的絕緣體的種類決定的。通常的同軸電纜在常規(guī)的頻率下使用,，特性阻抗由內(nèi)導(dǎo)體和外（屏蔽）導(dǎo)體的尺寸決定的,，當(dāng)然內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體之間的絕緣體也起著決定作用。
下列方程可以用來計(jì)算同軸電纜的特性阻抗：（摘自Reference Data for Radio Engineers book published by Howard W. Sams & Co. 1975, page 24-21）
其中：
lg = 以10為底的對(duì)數(shù)
d = 中心導(dǎo)體的直徑
D = 電纜屏蔽層的內(nèi)徑
e = 介電常數(shù) （空氣為 1 ）
簡單地說,，同軸電纜的特性阻抗就是一個(gè)商的平方根（這個(gè)商是單位長度的電感除以單位長度的電容）同軸電纜的特性阻抗典型值在20-150歐姆之間,。電纜的長度無論如何都無法影響特性阻抗。
如果同軸電纜使用的傳輸頻率過高,，則波會(huì)以我們不期望的方式傳播,，（就是說會(huì)產(chǎn)生非預(yù)期的電場和磁場圖）電纜這時(shí)不能正常工作是由多方面原因造成的。
如何計(jì)算平衡傳輸線（對(duì)稱傳輸線）的特性阻抗,？
特性阻抗是由導(dǎo)體的大小和導(dǎo)體間的間隔,，以及導(dǎo)體之間使用的絕緣體決定的。平衡傳輸線或雙絞線的阻抗Z0,，由線距和線徑比決定,，前面提到的絕緣體種類一樣起決定作用。現(xiàn)實(shí)中的Z0在高頻下相當(dāng)接近純電阻,，但并不*相等,。
下列公式可以用來計(jì)算接近地面的平衡傳輸線的特性阻抗（摘自Reference Data for Radio Engineers book published by Howard W. Sams & Co. 1975, page 24-22）
其中
lg = 以10為底的對(duì)數(shù)
d = 傳輸線線徑
D = 線對(duì)之間的距離
e = 介電常數(shù)（空氣為1）
h = 線對(duì)和地面之間的距離
這個(gè)公式不只是適用于非屏蔽平衡傳輸線，當(dāng)D比d大,而h比d更大的時(shí)候（帶屏蔽的平行傳輸線也適用）,。如果雙絞線離地面非常遠(yuǎn)（h接近無窮大）則地面的影響可以忽略不計(jì)，線纜的阻抗可以由一個(gè)簡化的公式近似：（原文作者本人推演上面的公式得出的）
注：將對(duì)數(shù)中真數(shù)部分少做改動(dòng)對(duì)結(jié)果影響不大,，因?yàn)榻Y(jié)果是真數(shù)的指數(shù),，可以這個(gè)簡化接受,。但原來的公式有個(gè)開方，這個(gè)相當(dāng)于結(jié)果1/2,！
對(duì)雙絞線來說,，典型的特性阻抗在75歐姆到1000歐姆之間,，可以滿足各種應(yīng)用的需要,。典型舊式線對(duì),，架在電線桿間的空中,，其特性阻抗大約是600歐姆左右?，F(xiàn)在使用的和電訊電纜典型的特性阻抗為100或120歐姆,。
我可以使用哪種電路模型來描述長線的同軸電纜,？
如果您知道一定長度的電纜的電感量和電容量的話,，可以使用下面的電路模型描述長線同軸電纜：
這個(gè)模型對(duì)理解描述阻抗,，電容,，電感之間關(guān)系的阻抗等式非常有幫助：
我能否使用萬用表來測量電纜的阻抗？
電纜的特性阻抗只描述了電纜在高頻信號(hào)下的的工作性質(zhì),。萬用表是用直流電流來測量電阻值的,，所以不能用萬用表或其他簡單的測量設(shè)備來測量電纜的阻抗。通常的方法是檢查電纜的類型（一般印刷在電纜外面）查閱相關(guān)的信息手冊(cè),，而不要試圖實(shí)際測量.
我如何測量電纜的阻抗呢,？
使用一個(gè)關(guān)系式來確定Z0比使用設(shè)備測量要簡單很多。在給定的頻率,，可以這樣來推算電纜的阻抗：測量一段電纜在遠(yuǎn)端開路情況下的阻抗Zoc,，再測量該段電纜在遠(yuǎn)端短路的情況下的阻抗Zsc，用下面的等式來確定ZO:
其中
Zoc = 某一電纜在遠(yuǎn)端開路的情況下測量出的阻抗
Zsc = 該電纜在遠(yuǎn)端短路的情況下測量出的阻抗
注意：對(duì)Zoc和Zsc的測量包含了幅值和相位,，所以Z0也會(huì)有幅值和相位,。
阻抗高頻測量法是先確定電纜的傳播速度和電容，或者使用反射計(jì),。
什么情況下電纜的阻抗會(huì)影響到信號(hào),？
為了使電纜的特性阻抗能夠?qū)鬏數(shù)男盘?hào)產(chǎn)生不同的影響，電纜的長度必須至少是實(shí)際載頻波
長的數(shù)分之一,。（注：表達(dá)的意思應(yīng)該是電纜長度和波長必須是可比的,，使信號(hào)可以在傳輸線上傳送出波形的一部分，如1/4或更多）
大多數(shù)的金屬絲可以用光速60~70%來傳遞交流電,，換個(gè)說法就是每秒傳遞19.5萬公里,。一個(gè)頻率為20000Hz的音頻信號(hào)的波長為9750米（195/0.02MHz=9750m），所以電纜起碼要有4~5公里長才開始影響音頻信號(hào),。所以音頻連接電纜的特性阻抗和其他困擾我們的問題相比,，算不上什么。
標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào)很少有超過10MHz的，其大概波長大概是20米,。這樣高的頻率足以使特性阻抗開始對(duì)信號(hào)產(chǎn)生影響,。高分辨率的電腦顯示信號(hào)和高速的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)常超過100MHz，所以即便是很短的電纜傳輸,，也要考慮到正確的阻抗匹配問題,。
如何進(jìn)行阻抗匹配？
首動(dòng)電纜電源的輸出阻抗,，必須和電纜的特性阻抗相等,，這樣才能使所有輸出的功率進(jìn)入傳輸電纜，避免從電纜的輸入端反射回入源,。其次,，應(yīng)該使電纜輸出端負(fù)荷設(shè)備的輸入阻抗和電纜的特性阻抗相同，這樣所有功率進(jìn)入了負(fù)載設(shè)備,，而不會(huì)被負(fù)載反射回電纜,。
這個(gè)正常的驅(qū)動(dòng)方法有很多的例外，但一般是用來做其他用途的,?？梢赃x一個(gè)特性阻抗匹配使低頻帶寬的傳輸功率zui大化，或者使阻抗失配改善更寬廣頻寬下的響應(yīng),。這是工程師的抉擇,，視其需求而決定。
為什么需要阻抗匹配,？
如果您的源輸出阻抗,，電纜特性阻抗，和負(fù)載輸入阻抗之間存在失配的話,，將存在反射,，并*由電纜長度決定（反射的狀態(tài)）。此外如果電纜被非正常使用,，如擠壓,，打結(jié)，或者連接器的安裝不正確,，會(huì)產(chǎn)生反射,，造成功率損失。更有甚者,，如果是大功率向電纜輸出（比如無線廣播臺(tái)）,，反射功率可能會(huì)損壞功率源設(shè)備。所以您必須小心防范阻抗失配問題,。
并非所有的教科書中都說明了這個(gè)不尋常的情況：當(dāng)天線把功率送回（沒有正確終止）,，功率可以從同軸電纜的內(nèi)芯直接穿透到電纜的外芯屏蔽網(wǎng)，這時(shí)天線的功率是zui低下的。這意味著射頻可以傳送到同軸電纜的外部,，關(guān)于同軸電纜zui難理解的概念是當(dāng)電纜被終結(jié)時(shí),，（對(duì)源來說,，）感抗和容抗則不存在了,。
注：這句話的意思不太明白。是否在說加一個(gè)合適的終端電阻之后,，由于源的平穩(wěn)的輸出電壓和電流,，電纜上電壓電流不會(huì)產(chǎn)生變化，一個(gè)正確終止的電纜在源看來是無限長的,。
列出電纜阻抗的zui大理由是其可靠的電學(xué)特征,，或者說只是要表明其阻抗。同軸電纜一般承載一些離散的低振幅高頻率信號(hào),。離散信號(hào)的信號(hào)衰減是非常嚴(yán)重的-即便是的阻抗匹配也會(huì)有半數(shù)的信號(hào)損失,，少許的失配更會(huì)造成更大的損失，在天線發(fā)送信號(hào)的過程中尤為嚴(yán)重,。需要仔細(xì)匹配傳輸部分,，如同軸電纜，以使信號(hào)保真并減少噪音,。
所謂的電容在電纜性能或傳輸能力上有什么影響嗎,？
如果同軸電纜被終止了則電纜上的電容沒有什么影響。對(duì)源來說,，電纜上*沒有電容和電感,。
這種傳輸線的特性被應(yīng)用在PCB上隱藏高頻線路的電容。工程人員可以設(shè)計(jì)出具有恰當(dāng)?shù)碾娙莺碗姼兄档腜CB線路,，則對(duì)源來說除了一條具有恰當(dāng)阻抗的傳輸線,，什么都覺察不到。
在數(shù)據(jù)傳輸中為什么特性阻抗如此重要,？
如果電纜被和本身特性阻抗等值的電阻終止的話,，您不能從源端區(qū)分電纜是否是無窮長的-所有饋入電纜的信號(hào)都被電纜和負(fù)載吸收了。
如果阻抗不匹配的話,，電纜中的部分波會(huì)從電纜失配處反射,，當(dāng)這些反射波碰撞到信號(hào)發(fā)生器（源）的時(shí)候，它們?cè)俅畏瓷洳⒑驼诎l(fā)射的正常信號(hào)混合,，很難區(qū)分出哪些是原始信號(hào),，哪些是再次反射波。
同樣地在將信號(hào)脈沖送出電纜時(shí)也是如此-當(dāng)遇到和本電纜特性阻抗不匹配的阻抗時(shí),，部分能量被反射回源端,。如果信號(hào)脈沖到達(dá)了電纜的開路或短路端，所有的能量都被反射回去（除了衰減損失部分-這是另一個(gè)話題了）。如果是其他不匹配的終止情況,，則有部分能量會(huì)反射,。
反射能量會(huì)使信號(hào)失真，而且如果信號(hào)發(fā)生器的阻抗和電纜的阻抗不同的話,，能量會(huì)被再次反射向電纜終端,，形成多余的脈沖信號(hào)。
我能否不加阻抗匹配地使用同軸電纜,？
如果電纜非常短,，電纜的阻抗對(duì)信號(hào)的影響不大。通常使用同軸電纜的*傳送方法是做阻抗匹配,。雖然有些應(yīng)用中線纜的兩端并為做正常的阻抗匹配工作,。有些特殊的應(yīng)用則應(yīng)該在電纜的一端進(jìn)行匹配，或者故意使兩端失配,。這些只是些的場合,，實(shí)際上已經(jīng)仔細(xì)考慮過電纜的阻抗，使電纜及纜端終止在組合后形成的整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生預(yù)期的傳輸效果,。在此類應(yīng)用中電纜不再是一條被動(dòng)的傳輸線,，而成為電路中的信號(hào)調(diào)整元件。
什么是傳播速度比,？
傳播速度百分比是以真空光速為基數(shù)的,。這個(gè)百分比指出電纜中的信號(hào)速度和真空光速之比率。在合理的條件下,，同軸電纜中的的傳播速度由絕緣體決定,。
為什么頻率增大時(shí)衰減曲線也趨向增大？
這主要?dú)w結(jié)于內(nèi)外導(dǎo)體間有限的電流穿透能力（趨膚效應(yīng)）,。隨著頻率增大,，電流透入導(dǎo)體的深度會(huì)隨之減小，從而電流被封閉在金屬表面更淺薄的區(qū)域,。因此電阻和衰減就更大,。同時(shí)在絕緣體的內(nèi)部也會(huì)有部分的能量損失，也是造成衰減的原因,。
如何將將同軸電纜中的衰減降到zui低,？
對(duì)一條外導(dǎo)體直徑固定的導(dǎo)線來說，如果外導(dǎo)體和內(nèi)導(dǎo)體的電阻率相同,，并且假設(shè)絕緣體沒有損失（至少要類似聚乙烯或聚四氟乙烯在高頻下的表現(xiàn)）,，將下列表達(dá)式的值控制到zui小，此時(shí)同軸電纜中的損失zui小,。
?。?/d+1）/ln（1/d）
其中d是內(nèi)導(dǎo)體的直徑和外導(dǎo)體的直徑之比（原文有筆誤,，根據(jù)下文可以斷定是內(nèi)外導(dǎo)體之比率。本文中筆誤不少）,。使用一個(gè)簡式或算子可以快速地找到答案,。D/d=3.5911相當(dāng)接近。這個(gè)公式據(jù)說源自兩個(gè)公式,，一個(gè)是同軸電纜阻抗和D/d的關(guān)系比公式,，另一個(gè)是有關(guān)損失的公式，可以在Howard Sams出版的“Reference Data for Engineers”第七版中的頁29-13找到,。
一個(gè)有趣的事情要注意,，zui小衰減并不直接決定導(dǎo)線的阻抗：導(dǎo)線的阻抗是由絕緣體的介電常數(shù)決定的,。對(duì)一條用空氣作絕緣層的導(dǎo)線來說,，對(duì)應(yīng)的阻抗（只D/d為3.5911時(shí)，zui小衰減點(diǎn)）大概為76.71歐姆,，但如果使用固體聚乙烯作絕緣層的話,，zui小衰減點(diǎn)對(duì)應(yīng)的阻抗大約是50.6歐姆。所以,，不管我們將RG-58做什么用途,，不管是做天線饋電用還是做連接測試設(shè)備用，都很接近上述給出的zui小衰減的條件,，而且絕緣體為聚乙烯,。
但是如果導(dǎo)線使用了傳導(dǎo)速度因子為0.8的發(fā)泡絕緣體，對(duì)應(yīng)zui小衰減的阻抗變成了61歐姆,。但無論如何,，zui小衰減是一個(gè)很重要指標(biāo)，而且您的阻抗匹配如果沒有偏離*阻抗50%以上,，（失配造成的反射）不會(huì)造成太大的損失,。
注意，發(fā)泡絕緣體導(dǎo)線如果和固體絕緣體導(dǎo)線的阻抗并外徑相同的話,，發(fā)泡絕緣體導(dǎo)線的衰減更低,。這是因?yàn)椋瑸榱耸箖烧叩淖杩瓜嗤?，發(fā)泡導(dǎo)線必須使用更粗的內(nèi)導(dǎo)體,，粗導(dǎo)體有更小的RF電阻，故此有更小的損耗,。
典型的電纜阻抗
什么是典型的電纜阻抗,？
同軸電纜使用的zui典型阻抗值為50歐姆和75歐姆。50歐姆同軸電纜大概是使用中zui常見的,，一般使用在無線電發(fā)射接收器,，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備,，以太等環(huán)境下。
另一種常用的電纜類型是75歐姆的同軸電纜,，一般用在視頻傳輸,，有限電視網(wǎng)絡(luò)，天線饋線,，長途電訊應(yīng)用等場合,。
電報(bào)和使用的裸露平行導(dǎo)線也是典型的阻抗為600歐姆。一對(duì)線徑標(biāo)準(zhǔn)22的雙絞線,，使用合適的絕緣體,，因?yàn)闄C(jī)械加工的限制，平均阻抗大約在120歐姆左右,，這是另一種具有自己*特性阻抗的傳輸線,。
某些天線系統(tǒng)中使用300歐姆的雙引線，以匹配折合半波陣子在自由空間阻抗,。（但當(dāng)折合陣子處于八木天線中的時(shí)候,，阻抗通常會(huì)下降很多，一般在100-200歐姆左右）
?。ㄗⅲ杭臃瓷浒逡矔?huì)改變陣子的阻抗值,，一般會(huì)降低，而且反射板越近則阻抗降低越多,。）
為什么是50歐姆的同軸電纜,？
在美國，用作射頻功率傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)同軸電纜的阻抗幾乎無一例外地都是50歐姆,。為什么選用這個(gè)數(shù)值,，在伯德電子公司出示的一篇論文中有解釋。
不的的參數(shù)都對(duì)應(yīng)一個(gè)*的阻抗值,。內(nèi)外導(dǎo)體直徑比為1.65時(shí)導(dǎo)線有zui大功率傳輸能力,，對(duì)應(yīng)阻抗為30歐姆（注：lg1.65*138=30歐姆，要使用空氣為絕緣介質(zhì),，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候介電常數(shù)zui小,，如果使用介電常數(shù)為2.3的固體聚乙烯，則阻抗只有不到20歐姆）,。zui合適電壓滲透的直徑比為2.7,，對(duì)應(yīng)阻抗大約是60歐姆。（順帶一提,，這個(gè)是很多歐洲國家使用的標(biāo)準(zhǔn)阻抗）
當(dāng)發(fā)生擊穿時(shí),，對(duì)功率傳輸能力的考量是忽略了滲透電流的，而在阻抗很低,，30歐姆時(shí),，滲透電流會(huì)很高,。衰減只源自導(dǎo)體的損失，此時(shí)的衰減大約比zui小衰減阻抗（直徑比3.5911）77歐姆的時(shí)候上升了50%,，而在這個(gè)比率下（D/d=3.5911）,，zui大功率的上限為30歐姆電纜zui大功率的一半。
以前,，很少使用微波功率,，電纜也無法應(yīng)付大容量傳輸。因此減少衰減是zui重要的因素,，導(dǎo)致了選擇77（75歐姆）為標(biāo)準(zhǔn),。同時(shí)也確立了硬件的規(guī)格。當(dāng)?shù)秃牡慕^緣材料在實(shí)際中應(yīng)用到柔性電纜上,，電纜的尺寸規(guī)格必須保持不變,，才能和現(xiàn)存的設(shè)備接口吻合。
聚乙烯的介電常數(shù)為2.3,，以空氣（介電常數(shù)為1）為絕緣層的導(dǎo)線的阻抗為77歐姆,，如果以聚乙烯來填充絕緣空間的話，阻抗將減少為51歐姆,。雖然的標(biāo)準(zhǔn)是50歐姆，51歐姆的電纜在今天仍然在使用,。
在77歐姆點(diǎn)的衰減zui小,，60歐姆點(diǎn)的擊穿電壓為zui大，而30歐姆點(diǎn)的功率輸送量是zui大的,。（注：洋人的思維也如此混亂,，這些性能指標(biāo)明明不是由阻抗決定的。前面說過,，這些由D/d比決定的,。 閑扯這些只讓人產(chǎn)生誤解）
另外一個(gè)可以導(dǎo)致50歐姆同軸電纜的事情，如果您使用一個(gè)合適直徑的中心導(dǎo)體,，并將絕緣體注入中心倒替周圍,，再在外圍裝上屏蔽層，選好所有的尺寸以便別人使用并顧及到外觀的美觀,，結(jié)果其阻抗都落在50歐姆左右,。如果想提高阻抗，中心導(dǎo)體的直徑和導(dǎo)線的總徑相比的話太細(xì)了,；如果想降低阻抗,，則內(nèi)外導(dǎo)體之間的絕緣體厚度要做的很薄。幾乎任何同軸電纜由于機(jī)械美觀度的原因,，都會(huì)接近50歐姆,，這使50歐姆成為標(biāo)準(zhǔn)化的一種自然趨向,。
電纜的電容和特性阻抗
取一條短粗的同軸電纜，不連接任何東西,，中心導(dǎo)體和屏蔽層就形成了一個(gè)電容器,。如果一直為電容充電直至壓差為100V，然后將屏蔽層和中心導(dǎo)體短路,，電流有多大,？
電流不象普通電容那樣無窮大（由寄生電阻和電抗決定了的），而是由導(dǎo)線的特性阻抗決定的的,。如果是50歐姆電纜充電到100V,，電流會(huì)是2安培（100/50）。電流形成一個(gè)方波,，時(shí)寬（持續(xù)時(shí)間,，脈沖寬度，選哪個(gè)稱呼都一樣）由電纜長度決定（大約1.5ns/英尺,，因?qū)Ь€的速度因子不同而變化）,。
這個(gè)例子可以用來產(chǎn)生電流脈沖到半導(dǎo)體激光器，如果想要比此類電纜產(chǎn)生的波長更長的脈沖,，可以使用集總阻抗之類的東西,。
應(yīng)用同軸電纜
如果在需要75歐姆的視頻應(yīng)用中使用了50歐姆的電纜會(huì)怎樣？
如果50歐姆的電纜連接了75歐姆的負(fù)載（接收器）,，會(huì)有相當(dāng)一部分的信號(hào)反射向發(fā)射設(shè)備,。因?yàn)榘l(fā)射設(shè)備也是75歐姆的，這個(gè)反射信號(hào)會(huì)有部分再反射向接受設(shè)備,。因?yàn)樾盘?hào)比正常信號(hào)有所延遲,，在顯示時(shí)表現(xiàn)為鬼影一樣的圖象，大量此類的鬼影象回聲一樣反復(fù),。同時(shí),，反射在某些頻率引起部分信號(hào)損失。
我如何轉(zhuǎn)換電纜的阻抗值,？
阻抗本身是不能轉(zhuǎn)換的,，除非您更換整一條具有其他阻抗的電纜，如果您必須要使用現(xiàn)存的電纜,，那有一個(gè)方法可行：進(jìn)行阻抗轉(zhuǎn)換,。由于有種轉(zhuǎn)換器可以使用，兩端都安裝該轉(zhuǎn)換器的的電纜好象具有了不同阻抗,。
有些地方是可以用電阻轉(zhuǎn)接器來轉(zhuǎn)換電纜阻抗的,，轉(zhuǎn)接器比轉(zhuǎn)換器簡單，但使用中一般有很顯著的信號(hào)損失,。（75歐姆轉(zhuǎn)換到50歐姆典型的損失有6dB左右）
電路板上印刷電路的阻抗
電路板上的線路能夠發(fā)送高速信號(hào),，前提條件是要仔細(xì)地調(diào)整線路的阻抗,，使其和源驅(qū)動(dòng)元件（芯片）的阻抗及目的地元件阻抗想匹配。如果可以控制好板面上線路的線厚,，線寬,，線高，微帶線可以表現(xiàn)為某個(gè)阻值的特性阻抗,。
特性阻抗公式
其中
Er=介電常數(shù)（典型的玻璃纖維板為4.8）
h =絕緣體的高度（電路線和玻璃纖維板底面之間的距離）
t =銅質(zhì)線路的厚度
w =銅質(zhì)線路的寬度
介電常數(shù)Er對(duì)于常規(guī)0.0062"（0.062英寸=1.57mm）的玻璃纖維來說是4.8,。使線路的厚度保持為0.00134"，寬度保持0.109",，則其微帶線的阻抗控制為50歐姆,。
當(dāng)為電路板安排線路的時(shí)候，差動(dòng)線路對(duì)應(yīng)該保持相同的長度,，同時(shí)這些線路應(yīng)該盡可能地短。
不同阻抗之間的阻抗匹配
如果兩條具有不同阻抗的電纜連接在一起,，或者電纜連接到具有不同阻抗的信號(hào)源時(shí)，則需要做阻抗匹配工作以避免連接處發(fā)生信號(hào)反射,。
使用轉(zhuǎn)換器進(jìn)行阻抗匹配
異阻抗匹配的zui正統(tǒng)方法是使用具有正確阻抗轉(zhuǎn)換率的匹配轉(zhuǎn)換器,。轉(zhuǎn)換器的阻抗轉(zhuǎn)換率有下面的公式計(jì)算：
其中
Za=輸入阻抗
Na=輸入線圈的匝數(shù)
Zb=輸出阻抗
Nb=輸出線圈的匝數(shù)
等式可以轉(zhuǎn)化為另一種形式
從這個(gè)等式可以看出,，匝數(shù)比和兩級(jí)線圈間的電壓轉(zhuǎn)換比相等,。這意味可以使用電壓比套入公式,，而不必知道確切的匝數(shù)比,。
?。ㄗⅲ哼@種異阻抗匹配實(shí)際上是使用變壓器進(jìn)行的,，由于翻譯的通順使用了轉(zhuǎn)換器一詞，實(shí)際上transformer的中文意思之一就是變壓器）
使用電阻打造阻抗匹配網(wǎng)
下圖所示的匹配網(wǎng)絡(luò)可以用來進(jìn)行異阻抗間的匹配,，假定Z1的電阻大于Z2的電阻
____
----|____|---+----------
R1 |
| |
Z1 | | R2 Z2
|_|
|
-------------+----------
（注：圖中是兩個(gè)平行傳輸網(wǎng)的匹配,。）
電路中的電阻可以用下面等式計(jì)算
下表預(yù)算出了幾個(gè)常用接口數(shù)值：
Z1 Z2 R1 R2 衰減
（ohm） （ohm） （ohm） （ohm） （dB）
75 50 42,3 82,5 5,7
150 50 121 61,9 9,9
300 50 274 51,1 13,4
150 75 110 110 7,6
300 75 243 82.5 11,4
可以看到表中所列簡單電阻基礎(chǔ)上的阻抗匹配,，會(huì)在轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生相當(dāng)大的信號(hào)衰減。