ในกระบวนการออกแบบ PCB ก่อนที่จะกำหนดเส้นทาง โดยทั่วไปเราจะซ้อนรายการที่เราต้องการออกแบบ และคำนวณความต้านทานตามความหนา วัสดุพิมพ์ จำนวนชั้น และข้อมูลอื่นๆ หลังจากการคำนวณโดยทั่วไปสามารถรับเนื้อหาต่อไปนี้ได้

ดังที่เห็นจากรูปด้านบน การออกแบบเครือข่าย single-ended ข้างต้นโดยทั่วไปจะควบคุมโดย 50 โอห์ม หลายๆ คนจะถามว่าทำไมจึงต้องควบคุมตาม 50 โอห์ม แทนที่จะเป็น 25 โอห์ม หรือ 80 โอห์ม?
ประการแรก 50 โอห์มจะถูกเลือกเป็นค่าเริ่มต้น และทุกคนในอุตสาหกรรมก็ยอมรับค่านี้ โดยทั่วไปแล้ว มาตรฐานบางอย่างจะต้องได้รับการกำหนดโดยองค์กรที่ได้รับการยอมรับ และทุกคนก็ออกแบบตามมาตรฐานนั้น
เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่มาจากกองทัพ ประการแรก เทคโนโลยีนี้ถูกใช้ในกองทัพ และค่อยๆ ถ่ายโอนจากการใช้งานทางทหารไปสู่การใช้งานของพลเรือน ในช่วงแรกของการใช้งานไมโครเวฟ ระหว่างสงครามโลกครั้งที่สอง การเลือกอิมพีแดนซ์ขึ้นอยู่กับความต้องการใช้งานโดยสิ้นเชิง และไม่มีค่ามาตรฐาน ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี จำเป็นต้องกำหนดมาตรฐานอิมพีแดนซ์เพื่อสร้างสมดุลระหว่างความประหยัดและความสะดวกสบาย

ในสหรัฐอเมริกา ท่อร้อยสายที่ใช้กันมากที่สุดจะเชื่อมต่อกันด้วยแท่งและท่อน้ำที่มีอยู่ 51.5 โอห์มเป็นเรื่องปกติมาก แต่อะแดปเตอร์และคอนเวอร์เตอร์ที่เห็นและใช้งานคือ 50-51.5 โอห์ม เรื่องนี้แก้ไขได้สำหรับกองทัพร่วมและกองทัพเรือ ปัญหาคือการก่อตั้งองค์กรที่เรียกว่า JAN (ต่อมาคือองค์กร DESC) ซึ่งพัฒนาขึ้นเป็นพิเศษโดย MIL และในที่สุดก็เลือก 50 โอห์มหลังจากการพิจารณาอย่างครอบคลุม และสายสวนที่เกี่ยวข้องได้รับการผลิตและเปลี่ยนเป็นสายเคเบิลต่างๆ มาตรฐาน.

ในเวลานี้มาตรฐานยุโรปคือ 60 โอห์ม หลังจากนั้นไม่นาน ภายใต้อิทธิพลของบริษัทชั้นนำอย่าง Hewlett-Packard ชาวยุโรปก็ถูกบังคับให้เปลี่ยนแปลง ดังนั้นในที่สุด 50 โอห์มจึงกลายเป็นมาตรฐานในอุตสาหกรรม มันกลายเป็นเรื่องปกติไปแล้ว และท้ายที่สุดแล้ว PCB ที่เชื่อมต่อกับสายเคเบิลต่างๆ จำเป็นต้องเป็นไปตามมาตรฐานอิมพีแดนซ์ 50 โอห์มสำหรับการจับคู่อิมพีแดนซ์

ประการที่สอง การกำหนดมาตรฐานทั่วไปจะขึ้นอยู่กับการพิจารณาที่ครอบคลุมเกี่ยวกับกระบวนการผลิต PCB ประสิทธิภาพการออกแบบและความเป็นไปได้

จากมุมมองของการผลิต PCB และเทคโนโลยีการประมวลผล และเมื่อพิจารณาถึงอุปกรณ์ของผู้ผลิต PCB ที่มีอยู่ส่วนใหญ่ การผลิต PCB ที่มีอิมพีแดนซ์ 50 โอห์มจึงค่อนข้างง่าย จากขั้นตอนการคำนวณอิมพีแดนซ์ จะเห็นได้ว่าอิมพีแดนซ์ที่ต่ำเกินไปต้องใช้ความกว้างของเส้นที่กว้างกว่าและมีตัวกลางบางหรือค่าคงที่ไดอิเล็กทริกที่ใหญ่กว่า ซึ่งยากกว่าที่จะพบกับบอร์ดความหนาแน่นสูงในปัจจุบันในอวกาศ อิมพีแดนซ์สูงเกินไปต้องใช้เส้นที่บางกว่า สื่อที่กว้างและหนาหรือค่าคงที่ไดอิเล็กทริกเล็กน้อยไม่เอื้อต่อการปราบปราม EMI และครอสทอล์ค ในขณะเดียวกัน ความน่าเชื่อถือในการประมวลผลสำหรับบอร์ดหลายชั้นและจากมุมมองของการผลิตจำนวนมากจะค่อนข้างแย่ ควบคุมอิมพีแดนซ์ 50 โอห์ม ภายใต้สภาพแวดล้อมของการใช้บอร์ดทั่วไป (FR4 ฯลฯ) และบอร์ดหลักทั่วไป ให้ผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาของบอร์ดทั่วไป (เช่น 1 มม., 1.2 มม. เป็นต้น) สามารถออกแบบความกว้างของเส้นทั่วไป (4 ~ 10mil) ได้ โรงงานมีความสะดวกในการดำเนินการมากและความต้องการอุปกรณ์สำหรับการประมวลผลไม่สูงมาก

จากมุมมองของการออกแบบ PCB จะมีการเลือก 50 โอห์มหลังจากการพิจารณาอย่างครอบคลุม จากประสิทธิภาพของการติดตาม PCB โดยทั่วไปความต้านทานต่ำจะดีกว่า สำหรับสายส่งที่มีความกว้างของเส้นที่กำหนด ยิ่งระยะห่างจากระนาบเข้าใกล้มากขึ้น EMI ที่สอดคล้องกันจะลดลง และครอสทอล์คก็จะลดลงด้วย อย่างไรก็ตาม จากมุมมองของเส้นทางสัญญาณแบบเต็ม ปัจจัยที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งที่ต้องพิจารณา นั่นก็คือ ความสามารถในการขับเคลื่อนของชิป ในช่วงแรกๆ ชิปส่วนใหญ่ไม่สามารถขับเคลื่อนสายส่งที่มีอิมพีแดนซ์น้อยกว่า 50 โอห์มได้ และสายส่งที่มีอิมพีแดนซ์สูงกว่านั้นไม่สะดวกในการใช้งาน ดังนั้นจึงใช้อิมพีแดนซ์ 50 โอห์มเป็นตัวประนีประนอม

ที่มา: บทความนี้ถ่ายโอนจากอินเทอร์เน็ต และลิขสิทธิ์เป็นของผู้เขียนต้นฉบับ