電磁波訊號為何要分50歐姆和75歐姆阻抗的?

megumili

本人新手不是電子相關科系出身，但也有一般電子學基礎，
有一個問題困擾很久，那就是：

電磁波訊號為何要分50歐姆和75歐姆阻抗的?

像數位電視訊號，衛星電視訊號，AV端子訊號等都是75歐姆阻抗的，
而無線電訊號，無線網路訊號，3G訊號，GPS訊號都是用50歐姆阻抗的，

當初為何要這樣制定，有甚麼好處嗎?

害我每次找訊號線材，天線，甚至接頭都有分50和75歐姆阻抗的，要能匹配才能發揮最大效益，

聽說還有93歐姆阻抗和53歐姆阻抗等其他阻抗值電磁波產品，怎麼分這麼多啊!

Morsecat

在美國，用作射頻功率傳輸的標準同軸電纜的阻抗幾乎無一例外地都是50歐姆。
為什麼選用這個數值，在伯德電子公司出示的一篇論文中有解釋。不同的參數都
對應一個最佳的阻抗值。內外導體直徑比為1.65時導線有最大功率傳輸能力，對
應阻抗為30歐姆（注：log1.65*138=30歐姆，要使用空氣為絕緣介質，因為這個
時候介電常數最小，如果使用介電常數為2.3的固體聚乙烯，則阻抗只有不到20
歐姆）。最合適電壓滲透的直徑比為2.7，對應阻抗大約是60歐姆。（順帶一提
，這個是很多歐洲國家使用的標準阻抗）

當發生擊穿時，對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，滲透電流會很高。衰減只源自導體的損失，此時的衰減大約比最小衰減
阻抗（直徑比3.5911）77歐姆的時候上升了50%，而在這個比率下（D/d=3.5911）
，最大功率的上限為30歐姆電纜最大功率的一半。

以前，很少使用微波功率，電纜也無法應付大容量傳輸。因此減少衰減是最重要
的因素，導致了選擇77（75歐姆）為標準。同時也確立了硬體的規格。當低耗的
絕緣材料在實際中應用到柔性電纜上，電纜的尺寸規格必須保持不變，才能和現
存的設備接口吻合。

聚乙烯的介電常數為2.3，以空氣（介電常數為1）為絕緣層的導線的阻抗為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。雖然精確的標準
是50歐姆，51歐姆的電纜在今天仍然在使用。在77歐姆點的衰減最小，60歐姆點
的擊穿電壓為最大，而30歐姆點的功率輸送量是最大的。

另外一個可以導致50歐姆同軸電纜的事情，如果您使用一個合適直徑的中心導體，
並將絕緣體注入中心代替周圍，再在外圍裝上屏蔽層，選好所有的尺寸以便別人
使用並顧及到外觀的美觀，結果其阻抗都落在50歐姆左右。如果想提高阻抗，中
心導體的直徑和導線的總徑相比的話太細了；如果想降低阻抗，則內外導體之間
的絕緣體厚度要做的很薄。幾乎任何同軸電纜由於機械美觀度的原因，都會接近
50歐姆，這使50歐姆成為標準化的一種自然趨向。

kunglin

終於了解為什麼要用50歐姆的原因，感謝友台前輩的說明！！

willis

  感謝Morsecat 大大的知識分享。  

megumili

長知識了,謝謝!
這裡真的人材濟濟,
終於知道為何要使用50歐姆阻抗，
可是目前使用75歐姆阻抗的產品仍然很多.

88457

感謝知識分享                                 

hk782001

終於知道為什麼用50歐的线了

k566766

專業知識感謝分享

中部一鐵鎚

那如果無線電使用75歐姆連接，會怎樣嗎?

BM7HDM

好專業,好深奧喔