特性阻抗计算公式推导过程

PCB线路板阻抗计算公式现在关于PCB线路板的阻抗计算方式有很多种，相关的软件也能够直接帮您计算阻抗值，今天通过polar si9000来和大家说明下阻抗是怎么计算的。

在阻抗计算说明之前让我们先了解一下阻抗的由来和意义：传输线阻抗是从电报方程推导出来(具体可以查询微波理论)如下图,其为平行双导线的分布参数等效电路:从此图可以推导出电报方程取传输线上的电压电流的正弦形式得推出通解定义出特性阻抗无耗线下r=0, g=0 得注意,此特性阻抗和波阻抗的概念上的差异(具体查看平面波的波阻抗定义)特性阻抗与波阻抗之间关系可从此关系式推出.Ok,理解特性阻抗理论上是怎么回事情,看看实际上的意义,当电压电流在传输线传播的时候,如果特性阻抗不一致所求出的电报方程的解不一致,就造成所谓的反射现象等等.在信号完整性领域里,比如反射,串扰,电源平面切割等问题都可以归类为阻抗不连续问题,因此匹配的重要性在此展现出来.叠层(stackup)的定义我们来看如下一种stackup,主板常用的8 层板(4 层power/ground 以及4 层走线层,sggssggs,分别定义为L1, L2…L8)因此要计算的阻抗为L1,L4,L5,L8下面熟悉下在叠层里面的一些基本概念,和厂家打交道经常会使用的Oz 的概念Oz 本来是重量的单位Oz(盎司)=28.3 g(克)在叠层里面是这么定义的,在一平方英尺的面积上铺一盎司的铜的厚度为1Oz,对应的单位如下介电常数(DK)的概念电容器极板间有电介质存在时的电容量Cx 与同样形状和尺寸的真空电容量Co之比为介电常数：ε = Cx/Co = ε'-ε"Prepreg/Core 的概念pp 是种介质材料,由玻璃纤维和环氧树脂组成,core 其实也是pp 类型介质,只不过他两面都覆有铜箔,而pp 没有.传输线特性阻抗的计算首先,我们来看下传输线的基本类型,在计算阻抗的时候通常有如下类型: 微带线和带状线,对于他们的区分,最简单的理解是,微带线只有1 个参考地,而带状线有2个参考地,如下图所示对照上面常用的8 层主板,只有top 和bottom 走线层才是微带线类型,其他的走线层都是带状线类型在计算传输线特性阻抗的时候, 主板阻抗要求基本上是:单线阻抗要求55 或者60Ohm,差分线阻抗要求是70~110Ohm,厚度要求一般是1~2mm,根据板厚要求来分层得到各厚度高度.在此假设板厚为1.6mm,也就是63mil 左右, 单端阻抗要求60Ohm,差分阻抗要求100Ohm,我们假设以如下的叠层来走线。

特征阻抗计算公式
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。

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:。

特征阻抗、阻抗匹配、共轭匹配讲解特征阻抗、阻抗匹配、共轭匹配定义及原理详解如下：1.特征阻抗特征阻抗，也称特性阻抗，是传输线理论中的重要概念。

特征阻抗推导过程见附录1，位置x为传输线的任意处，特征阻抗为位置x处入射波的入射电压和入射电流之比，即：-------------------------------------------------------------公式1.1在公式1.1中，特征阻抗只与传输线单位长度的寄生电阻R、寄生电感L、寄生电导G和寄生电容C有关系，而与位置x无关。

特征阻抗推导过程假设前提是传输线单位长度特性是一样的，且是无限长的。

特征阻抗是瞬时阻抗，是传输线位置为x处在没有反射的情况下瞬时电压和瞬时电流的比值。

而直流阻抗也可以理解为瞬时阻抗，只是其任何时候的瞬时电压和瞬时电流比值都是一样的，但是直流阻抗与传输线位置x是有关系的，位置x越靠近原点，阻抗越大。

若频率w很低，则公式1.1表示的特征阻抗可以等效为：-------------------------------------------------------------公式1.2如果有一根导线无限长，且可等效为无穷个单位长度的寄生电阻R和寄生电导串并的分布式，那求解的阻抗是不是同公式1.2呢？显然不是，电阻是有损耗的，长度越大，等效阻抗越大，损耗越大。

推导过程哪里出问题了？待补充。

若频率w很高,则公式1.1表示的特征阻抗可以等效为：-------------------------------------------------------------公式1.3若传输线可以照公式1.3这样等效，则称为无损传输线。

而特征阻抗概念是针对无损传输线而言，或者近似无损传输线，主要针对无损寄生参数(寄生电感和寄生电容)？万用表测量的是直流阻抗，而非交流阻抗，所以若用万用表测量一个特征阻抗为50ohm的导线，将会发现它是短路的。

PＣB线路板阻抗计算公式现在关于PＣB线路板得阻抗计算方式有很多种,相关得软件也能够直接帮您计算阻抗值,今天通过pｏlａr si9000来与大家说明下阻抗就是怎么计算得。

在阻抗计算说明之前让我们先了解一下阻抗得由来与意义:传输线阻抗就是从电报方程推导出来(具体可以查询微波理论)如下图，其为平行双导线得分布参数等效电路:从此图可以推导出电报方程取传输线上得电压电流得正弦形式得推出通解ﻫ定义出特性阻抗ﻫ无耗线下ｒ=0，g＝0 得ﻫﻫ注意,此特性阻抗与波阻抗得概念上得差异(具体查瞧平面波得波阻抗定义)特性阻抗与波阻抗之间关系可从此关系式推出、Ok,理解特性阻抗理论上就是怎么回事情，瞧瞧实际上得意义，当电压电流在传输线传播得时候，如果特性阻抗不一致所求出得电报方程得解不一致，就造成所谓得反射现象等等、在信号完整性领域里，比如反射，串扰,电源平面切割等问题都可以归类为阻抗不连续问题，因此匹配得重要性在此展现出来、叠层（sｔackup）得定义我们来瞧如下一种stackuｐ,主板常用得8 层板（4 层pｏwｅｒ/gｒoｕnｄ以及4 层走线层,ｓgｇｓsｇgｓ，分别定义为L1，L2…L8）因此要计算得阻抗为Ｌ1，Ｌ４，L5，L8下面熟悉下在叠层里面得一些基本概念，与厂家打交道经常会使用得Oz 得概念Oｚ本来就是重量得单位Oz(盎司）=２8、3 g(克)在叠层里面就是这么定义得,在一平方英尺得面积上铺一盎司得铜得厚度为1Oｚ，对应得单位如下介电常数(DK)得概念电容器极板间有电介质存在时得电容量Cx与同样形状与尺寸得真空电容量Ｃｏ之比为介电常数：ﻫε ＝Cｘ/Ｃｏ＝ε＇－ε”ﻫPrｅpreg/Coｒe 得概念ｐｐ就是种介质材料,由玻璃纤维与环氧树脂组成，corｅ其实也就是pp类型介质,只不过她两面都覆有铜箔,而pp没有、传输线特性阻抗得计算首先,我们来瞧下传输线得基本类型,在计算阻抗得时候通常有如下类型：微带线与带状线，对于她们得区分,最简单得理解就是，微带线只有１个参考地，而带状线有2个参考地，如下图所示对照上面常用得8 层主板，只有top 与bottｏｍ走线层才就是微带线类型,其她得走线层都就是带状线类型在计算传输线特性阻抗得时候, 主板阻抗要求基本上就是：单线阻抗要求55 或者６０O ｈm，差分线阻抗要求就是7０～1１0Ｏｈm，厚度要求一般就是1~2mm，根据板厚要求来分层得到各厚度高度、在此假设板厚为1、6ｍm,也就就是６３mil 左右, 单端阻抗要求60Ｏhｍ,差分阻抗要求10０Ohm，我们假设以如下得叠层来走线。

特征阻抗公式【导言】在电磁学领域，特征阻抗是一个非常重要的概念。

它用于描述传输线中的电磁波传播特性，是分析传输线性能的关键参数。

本文将介绍特征阻抗的定义、推导与应用，以期帮助读者更好地理解和应用这一概念。

【特征阻抗的定义与意义】特征阻抗，又称输入阻抗，是指在传输线上，入射波与反射波之间的比例关系。

它反映了传输线对电磁波的吸收和衰减能力，定义为单位长度上的电压与电流之比。

用数学公式表示为：Zc = V/I，其中Zc为特征阻抗，V为电压，I为电流。

【特征阻抗公式的推导】为了推导特征阻抗公式，我们先假设传输线两端的电压分别为V1和V2，电流分别为I1和I2。

根据欧姆定律，我们有：Z1 = V1/I1 （1）Z2 = V2/I2 （2）当传输线上存在反射波时，反射波电压与入射波电压之比等于反射波电流与入射波电流之比，即：V_ref = V1 + V2I_ref = I1 + I2根据反射波的定义，反射波电压与入射波电压之和等于入射波在传输线上的电压，即：V_inc = V1 + V2将（1）和（2）式代入上式，得到：Z1 + Z2 = (V1 + V2)/(I1 + I2)由于Z1和Z2分别表示传输线两端的阻抗，它们与特征阻抗Zc之间的关系为：Zc = Z1 + Z2于是，我们可以得到特征阻抗公式：Zc = (V1 + V2)/(I1 + I2)【特征阻抗公式的应用】特征阻抗公式在分析传输线性能时具有重要意义。

通过测量传输线两端的电压和电流，我们可以计算出特征阻抗，进而分析传输线的损耗、反射系数等性能参数。

此外，特征阻抗还可以用于设计匹配器、滤波器等射频电路，以实现最佳性能。

【结论】总之，特征阻抗是电磁学领域中一个重要的概念，掌握其定义、推导和应用对于分析和设计传输线及射频电路具有实用价值。

关于同轴电缆特性阻抗的测试方法自动化工程学院 闵亚军 201421070142摘要：特性阻抗是指当电缆无限长时电磁波沿着没有反射情况下的均匀回路传输时所遇到的阻抗，特性阻抗是射频同轴电缆传输的重要参数之一。

本文主要介绍几种同轴电缆特性阻抗的常用测试方法，包括TDR(时域测试法)、史密斯图法、谐振频率法，并简单介绍其基于的原理。

关键字：同轴电缆 特性电阻 时域测试法 史密斯图法引言特性阻抗是指当电缆无限长时电磁波沿着没有反射情况下的均匀回路传输时所遇到的阻抗，它是由电缆的电导率、电容以及阻值组合后的综合特性，正常的物理运行依靠整个系统电缆与连接器具有恒定的特性阻抗。

传输线匹配的条件就是线路终端的负载的阻抗正好等于该传输线的特性阻抗，此时没有能量的反射，因而有最高的传输效率，相反，传输效率会受到影响，所以特性阻抗值是整个传输回路中非常重要的一个参数。

接下来将简单介绍下测试这一参数的各种方法及其所基于的原理。

一、特性阻抗同轴电缆的特性阻抗定义为：入射电压跟入射电流的比值或者反射电压跟反射电流的比值，所以也称作波阻抗。

通过传输线理论的推导 ，我们可以很容易地得到特性阻抗的公式 ：Cj G L j R Z c ωω++= （1） 输人阻抗定义为从电缆的某一个方向看进去，其电压和电流的比值 。

局部特性阻抗：电缆沿线长度方向上各点的特性阻抗。

平均特性阻抗：为特性阻抗在高频时的渐进值。

平均特性阻抗是沿线的所有局部特性阻抗的算术平均值。

二、常用测试方法2.1 时域测试法TDR(time domain reflection ，时域测试法)是一种通用的时域测试技术，广泛应用于PCB 、电缆、连接器等测试领域。

这种技术可以测出传输线的特性阻抗，并显示出每个阻抗不连续点的位置和特性(阻抗、感抗和容抗)。

相对于其他技术，TDR 能够给出更多的关于系统宽带相应的信息。

TDR 基于一个简单的概念：当能量沿着媒介传播时，遇到阻抗变化，就会有一部分能量反射回来。

特征阻抗推导
特征阻抗是指电磁波在介质或导体中传播时遇到的阻力。

在推导特征阻抗时，通常使用两种方法：波动法和微分法。

1. 波动法：通过考虑电磁波在传播过程中的波动性质，可以推导出特征阻抗。

具体步骤如下：
- 假设电磁波以速度v在介质中传播，其波长为λ。

- 在介质中选择一个面积为A的截面，通过该截面的电磁波功率为P。

- 根据能量守恒原理，电磁波功率P应与通过截面的能流密度有关，即P = v · A · S，其中S为能流密度。

- 特征阻抗Z为通过截面的电磁波功率和截面上电场强度E 之间的比值，即Z = P / (E^2 / 2μ) = 2μvS / E^2，其中μ为介质的磁导率。

- 由此可得到特征阻抗和能流密度之间的关系Z = 2μvS = E / H，其中E为电场强度，H为磁场强度。

2. 微分法：通过应用麦克斯韦方程组，可以推导出特征阻抗。

具体步骤如下：
- 根据麦克斯韦方程组，有旋度定律∇ × E = -∂B / ∂t和∇ × H = ∂D / ∂t，其中E为电场强度，B为磁感应强度，H为磁场强度，D为电位移矢量。

- 在无耗介质中，电场强度E和磁场强度H满足E = ZH，其中Z为特征阻抗。

- 将∇ × E和∇ × H展开，利用麦克斯韦方程组，可以将特征阻抗表示为Z = √(μ / ε)，其中μ为介质的磁导率，ε为介质的电容率。

以上是两种常用的推导特征阻抗的方法，具体推导过程可能根据不同情况和假设略有差异。

一直有很多人问我阻抗怎么计算的. 人家问多了,我想给大家整理个材料,于己于人都是个方便.如果大家还有什么问题或者文档有什么错误,欢迎讨论与指教!在计算阻抗之前,我想很有必要理解这儿阻抗的意义。

传输线阻抗的由来以及意义传输线阻抗是从电报方程推导出来(具体可以查询微波理论)如下图,其为平行双导线的分布参数等效电路:从此图可以推导出电报方程取传输线上的电压电流的正弦形式得推出通解定义出特性阻抗无耗线下r=0, g=0 得注意,此特性阻抗和波阻抗的概念上的差异(具体查看平面波的波阻抗定义)特性阻抗与波阻抗之间关系可从此关系式推出.Ok,理解特性阻抗理论上是怎么回事情,看看实际上的意义,当电压电流在传输线传播的时候,如果特性阻抗不一致所求出的电报方程的解不一致,就造成所谓的反射现象等等.在信号完整性领域里,比如反射,串扰,电源平面切割等问题都可以归类为阻抗不连续问题,因此匹配的重要性在此展现出来.叠层(stackup)的定义我们来看如下一种stackup,主板常用的8 层板(4 层power/ground 以及4 层走线层,sggssggs,分别定义为L1, L2…L8)因此要计算的阻抗为L1,L4,L5,L8下面熟悉下在叠层里面的一些基本概念,和厂家打交道经常会使用的Oz 的概念Oz 本来是重量的单位Oz(盎司 )=28.3 g(克)在叠层里面是这么定义的,在一平方英尺的面积上铺一盎司的铜的厚度为1Oz,对应的单位如下介电常数(DK)的概念电容器极板间有电介质存在时的电容量Cx 与同样形状和尺寸的真空电容量Co之比为介电常数：ε = Cx/Co = ε'-ε"Prepreg/Core 的概念pp 是种介质材料,由玻璃纤维和环氧树脂组成,core 其实也是pp 类型介质,只不过他两面都覆有铜箔,而pp 没有.传输线特性阻抗的计算首先,我们来看下传输线的基本类型,在计算阻抗的时候通常有如下类型: 微带线和带状线,对于他们的区分,最简单的理解是,微带线只有1 个参考地,而带状线有2个参考地,如下图所示对照上面常用的8 层主板,只有top 和bottom 走线层才是微带线类型,其他的走线层都是带状线类型在计算传输线特性阻抗的时候, 主板阻抗要求基本上是:单线阻抗要求55 或者60Ohm,差分线阻抗要求是70~110Ohm,厚度要求一般是1~2mm,根据板厚要求来分层得到各厚度高度. 在此假设板厚为1.6mm,也就是63mil 左右, 单端阻抗要求60Ohm,差分阻抗要求100Ohm,我们假设以如下的叠层来走线先来计算微带线的特性阻抗,由于top 层和bottom 层对称,只需要计算top 层阻抗就好的,采用polar si6000,对应的计算图形如下:在计算的时候注意的是:1,你所需要的是通过走线阻抗要求来计算出线宽W(目标)2,各厂家的制程能力不一致,因此计算方法不一样,需要和厂家进行确认3,表层采用coated microstrip 计算的原因是,厂家会有覆绿漆,因而没用surface microstrip 计算,但是也有厂家采用surface microstrip 来计算的,它是经过校准的4,w1 和w2 不一样的原因在于pcb 板制造过程中是从上到下而腐蚀,因此腐蚀出来有梯形的感觉(当然不完全是)5,在此没计算出精确的60Ohm 阻抗,原因是实际制程的时候厂家会稍微改变参数,没必要那么精确,在1,2ohm 范围之内我是觉得没问题6,h/t 参数对应你可以参照叠层来看再计算出L5 的特性阻抗如下图记得当初有各版本对于stripline 还有symmetrical stripline 的计算图,实际上的差异从字面来理解就是symmetrical stripline 其实是offset stripline 的特例H1=H2在计算差分阻抗的时候和上面计算类似,除所需要的通过走线阻抗要求来计算出线宽的目标除线宽还有线距,在此不列出选用的图是在计算差分阻抗注意的是:1,在满足DDR2 clock 85Ohm~1394 110Ohm 差分阻抗的同时又满足其单端阻抗,因此我通常选择的是先满足差分阻抗(很多是电流模式取电压的)再考虑单端阻抗(通常板厂是不考虑的,实际做很多板子,问题确实不算大,看样子差分线还是走线同层同via 同间距要求一定要符合)特性阻抗公式(含微带线,带状线的计算公式)a.微带线(microstrip)Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] 其中，W为线宽，T为走线的铜皮厚度，H为走线到参考平面的距离，Er是PCB板材质的介电常数(dielectric constant)。

特性阻抗计算公式推导过程特性阻抗是指电磁波在介质界面上传播时的电磁特性。

它描述了电磁波在界面上的电场和磁场之间的关系。

特性阻抗的计算方法可以通过推导沿法线传播的电磁波的电场和磁场分别与其幅度、相位之间的关系而得到。

假设电磁波在介质边界上沿法线传播，具有电场E和磁场H，介质1的特性阻抗为Z1，介质2的特性阻抗为Z2、根据电磁场的麦克斯韦方程组，可以得到以下关系：1.电场E的分布具有以下形式：E1=E11*e^(-jβ1z)+E12*e^(jβ1z)E2=E21*e^(-jβ2z)+E22*e^(jβ2z)其中，E11和E21分别为E的入射分量，E12和E22分别为E的反射分量，β1和β2为介质1和介质2的相位常数，z为沿法线方向的传播距离。

2.磁场H的分布具有以下形式：H1=H11*e^(-jβ1z)+H12*e^(jβ1z)H2=H21*e^(-jβ2z)+H22*e^(jβ2z)其中，H11和H21分别为H的入射分量，H12和H22分别为H的反射分量。

在介质边界上，满足以下边界条件：1.平行电场分量的边界条件：E1+E2=E32.平行磁场分量的边界条件：H1+H2=H3其中，E3和H3分别为介质1和介质2中电磁波传播方向的电场和磁场。

通过将电场和磁场的分布式代入边界条件，可以得到以下关系：E11+E12=E21+E22H11+H12=H21+H22(E11-E12)/Z1=(E21-E22)/Z2(H11-H12)/Z1=(H21-H22)/Z2将第一个和第二个等式相加，可以得到：E11+E12+H11+H12=E21+E22+H21+H22根据能量守恒定律，入射电磁波和反射电磁波的总功率应该相等，即：1/2*(，E11，^2+，E12，^2+，H11，^2+，H12，^2)=1/2*(，E21，^2+，E22，^2+，H21，^2+，H22，^2)将上述等式代入最后一个等式中，可以得到：(Z1/Z2)*(，E11，^2+，E12，^2-，H11，^2-，H12，^2)=，E21，^2+，E22，^2-，H21，^2-，H22，^2由于左边的表达式实际上是电场与磁场之比的平方，因此可以将上述等式化简为：(Z1/Z2)*(，E1，^2-，H1，^2)=，E2，^2-，H2，^2根据电磁波的特性，我们知道E/H=Zc，其中Zc为电磁波在介质中的传播速度(Z1/Z2)*(，E1，^2-，H1，^2)=(，E2，^2-，H2，^2)*(Zc^2/Z1Z2)将上式中的E和H分别替换为E的入射和反射分量的平方和H的入射和反射分量的平方之和，得到：(Z1/Z2)*(，E11+E12，^2-，H11+H12，^2)=(，E21+E22，^2-，H21+H22，^2)*(Zc^2/Z1Z2)最后，我们再根据特性阻抗的定义，即入射波和反射波之比的平方为特性阻抗的平方，可以得到：(Z1/Z2)*(，E11+E12，^2-，H11+H12，^2)=(，E21+E22，^2-，H21+H22，^2)经过推导，我们得到了特性阻抗计算的公式。

Characteristic Impedance1.从物理意义上理解特性阻抗究竟什么是特性阻抗？理解特性阻抗最简单的方法是分析信号在传输线中的行为。

当信号沿着一条具有同样横截面的传输线移动时，假定把1V的阶梯波(step function)加到这条传输线中(如把1V 的电池连接到传输线的发送端，电压跨在发送线和回路之间)，一旦连接，这个电压阶梯波沿着该线以光速传播，它的速度通常约为6英寸/ns。

这个信号是发送线路和回路之间的电压差，它可以从发送线路的任何一点和回路的相临点来衡量。

信号能量在第一个0.01ns前进了0.06英寸，这时发送线路有多余的正电荷(由电池提供)，而回路有多余的负电荷，正是这两种电荷差维持着这两个导体之间的1V电压差，且这两个导体间也形成了一个电容器。

在下一个0.01ns中，又要将下一段0.06英寸传输线的电压从0调整到1V，这必须再加一些正电荷到发送线路，与加一些负电荷到接收线路。

每移动0.06英寸，必须把更多的正电荷加到发送线路，而把更多的负电荷加到回路。

每隔0.01ns，必须对传输线路的另外一段进行充电，然后信号开始沿着这一段传播。

电荷来自传输线前端的电池，当信号沿着这条线移动时，就给传输线的连续部份充电，因而在发送线路和回路之间形成了1V的电压差。

每前进0.01ns,就从电池中获得一些电荷(±Q)，恒定的时间间隔(±t)内从电池中流出的恒定电量(±Q)就是一种恒定电流。

流入回路的负电流实际上与流出的正电流相等，而且正好在信号波的前端，交流电流藉由上、下线路组成的电容，结束整个循环过程。

信号传递时，会在传输线内建立一个电场，而这信号传递的速度取决于在信号与回路周围金属材质的电荷充放电与磁场生成速度。

对电池来说，当信号沿着传输线传播，并且每隔0.01ns对连续0.06英寸传输线段进行充电。

从电源获得恒定的电流时，传输线看起来像一个阻抗器，并且它的阻抗值恒定，这可称为传输线路的浪涌阻抗(surge impedance)。

特性阻抗和频率有关吗？时间:2010-05-21 22:59来源:未知作者:于博士点击: 11160次难得半日清闲，看到留言板有网友留言问道这个问题，留一篇随笔，与各位网友共享。

当我们提到特性阻抗的时候，通常很少考虑它与频率的关系。

其原因在于，特性阻抗是传输线的一个相当稳定的属性，主要和传输线的结构也就是横截面的形状有关。

从工程的角度来说，把特性阻抗作为一个恒定量是合理的。

说实话，搞了这么长时间的SI设计，还没碰到需要考虑特性阻抗变化的情况。

既然有网友一定要考虑这个问题，今天我们就稍稍深入一下，看看特性阻抗的真实面目。

虽然没有太大的工程应用价值，但是对于理解问题还是有好处的。

特性阻抗是从理论上分析传输线时经常提到的一个量，从传输线的角度来说，它可以用下面的公式表示---------------Z0 = / L/ ------^/ CL表示传输线的单位长度电感，C为单位长度电容。

乍一看，似乎公式中没有任何变化的量。

但是特性阻抗真的是个恒定的量吗？我们使用Polar软件对横截面固定的传输线进行扫频计算，频率范围定在100MHz~10GHz，来看看场求解器给出的结果，如下图：你可能感到惊讶，特性阻抗随着频率的升高变小了，why？阻抗公式中那个量发生了变化？其实这涉及到电磁学方面的一个深层次的问题。

罪魁祸首是电感！！电感问题是个很复杂的问题，对电感的理论计算很繁琐，有兴趣的网友可以找资料看看电感的计算，详细的推导过程我就不在这里写了。

简单的说，导线的电感由两部分组成：导线的内部电感和导线的外部电感。

当频率升高时，导线的内部电感减小，外部电感不变，总电感减小，因而导致了特性阻抗减小。

我们知道，电感的定义是指围绕在电流周围的磁力线匝数。

电感随频率减小，直觉告诉我们一定是导线中电流分布发生了变化。

到这里我想各位网友应该豁然开朗了。

趋肤效应（skin effect）你一定不会陌生。

看看下面的这张图你会有更直观的感受，这是用二维场求解器仿真出来的高频时导体中电流的分布。