随着社会的发展,MCX射频连接器由于其重量轻、体积小、结构简单、易于使用等特点,被广泛应用于固定通信仪器的射频电路和空间通信中。细心的朋友在使用过程中都会注意到,无论如何……MCX射频连接器它们的阻抗是 50Ω。这就是原因吗?

“特性阻抗”是指射频传输线固有特性中影响高频波电压、电流幅度和相位变化的因素,等于各位置电压与电流的比值,特性阻抗的单位是欧姆。
(1)从生产过程的角度来看。
从PCB生产加工工艺的角度来看,对于大多数现有的PCB制造商而言,考虑到设备条件,生产50Ω阻抗的PCB相对容易实现。
从阻抗计算过程来看,阻抗过低需要更宽的线宽和更薄的介质或更大的介电常数,这更难满足当前高密度电路板的空间要求。
过高的阻抗需要较细的线宽和较厚的介质层或较小的介电常数,这不利于抑制电磁干扰和串扰,而且对于多层板和批量生产而言,加工可靠性会很差。
在使用普通板材(FR4、RO4350B 等)控制 50Ω 阻抗、通用芯板环境、生产通用板厚产品(如 0.508mm、1mm、1.2mm 等)、可设计通用线宽(4~10mil)的情况下,板厂加工非常方便,对加工设备的要求也不高。
(2)从PCB设计考虑因素来看。
经过仔细考虑,50Ω 也是一个不错的选择。阻抗计算过程可以根据对准宽度进行调整。板材越薄,阻抗越低。有三个主要因素会影响 PCB 对准的阻抗。
首先是PCB在电磁干扰(EMI)场区域附近的对准,该对准高度与参考平面(即微带线到参考地的距离)之间存在一定的比例关系,高度越低,辐射越小。
其次,串扰会随着线路高度的增加而发生显著变化,线路高度减少一半时,串扰将减少到接近四分之一。
最后,高度越低,阻抗越低,越不容易受到容性负载的影响。
(3)考虑信号的完整路径。
该设计还需要考虑一个最关键的因素,即芯片的驱动能力。早期的大多数芯片无法驱动阻抗小于 50Ω 的传输线,而由于实现上的不便,更高阻抗的传输线则难以驱动,因此只能折中采用 50Ω 阻抗。
(4)从电气性能的角度来看。
这里我们从损耗的角度再来看一看。高频高速线路存在趋肤效应。业界已证实,趋肤阻抗为 50Ω 时,损耗最小。通常,电缆的趋肤效应损耗 L(以分贝为单位)与总趋肤效应电阻 R(单位长度)除以特性阻抗 Z0 成正比。
总趋肤电阻 R 是屏蔽层电阻和中间导体电阻之和。在高频下,屏蔽层的趋肤电阻与其直径 d2 成反比。在高频下,同轴电缆内导体的趋肤电阻与其直径 d1 成反比。因此,总串联电阻 R 与 (1/d2+1/d1) 成正比。
综合考虑这些因素,给定d2和相应的绝缘材料介电常数Er,可以计算出d2/d1的比值,从而最大限度地减少趋肤效应损耗。假设固体聚乙烯的介电常数为2.25,且趋肤效应损耗最小,则d2/d1=3.5911,由此可得特征阻抗恰好为50Ω。
(5)从历史角度来看。
哈蒙班宁在其著作《电缆:关于50Ω阻抗起源的故事可能有很多种》中讲述了一个广为流传的故事。在微波应用的早期,即二战期间,阻抗的选择完全取决于使用需求。对于高功率应用,通常使用30Ω和44Ω阻抗。
另一方面,损耗最低的空气填充导线阻抗为93Ω。在那些年里,还没有易于弯曲的高频柔性电缆(高频电缆也很少使用),只有填充空气介质的刚性导管。半刚性电缆诞生于20世纪50年代初,而真正的微波柔性电缆则大约在10年后才出现。
随着技术进步,阻抗标准需要在经济性和便利性之间取得平衡。在美国,50Ω 是一种折衷方案;为了联合陆军和海军解决这些问题,成立了一个名为 JAN 的组织(后更名为 DESC),而欧洲则选择了 60Ω 的标准,该标准由美国军方专门制定。
在美国,最常用的导管是用现有的水垢棒制成的,连接51.5Ω阻抗的水管非常普遍。看到并使用50Ω转51.5Ω的适配器/转换器,会让人觉得很奇怪,为什么最终50Ω占了上风,并且出现了专门的导管(或许是改造者稍微改变了管道的直径)。不久之后,在惠普等行业巨头的影响下,欧洲人也被迫改变了阻抗标准。
以上只是一个例子,但也反映出经过大量实践后,50Ω阻抗确实是一种折衷方案。早期的微波射频系统通常使用同轴电缆作为连接线。从设计的角度来看,我当然希望微波射频信号经过同轴电缆传输后,在传输损耗尽可能小的情况下,传输功率能够尽可能大。
以上就是阻抗的原因MCX射频连接器电阻为50Ω。如果您需要更详细的信息,欢迎联系我们!





