敝人完全同意 sanwei 兄的看法. 在線短, 頻率低的條件下, 傳輸線阻抗匹配的影響幾可忽略, 而大部分音頻電路都不必考慮此效應. 但這與傳輸線是否有特徵阻抗是兩回事. 傳輸線的特徵阻抗是它固有的特性, 它的值可能會隨頻率變化, 也可能不會, 整體效應非常複雜. 敝人不在吹毛求疵, 只是以為不應該以偏概全. 在某些條件下可忽略特徵阻抗, 把線當成完美的導體來看; 但不能因此就推論出 '傳輸線阻抗非常非常小', '75 Ohm 無關乎線的阻抗' 之類 '聳人聽聞' 的結論.
看到 leafy 兄後來提出的問題, 敝人猜測 leafy 兄以為的阻抗只是電阻, 即在直流上可以用電表量得的電阻, 因而造成誤解. 當然, 勘用的傳輸線的單位長度電阻非常非常小, 小到普通的儀器量不出來. (這大概是 leafy 兄質疑敝人要多長的線才能達到 75 Ohm 的原因) 電阻會造成損耗, 如果為了方便不考慮它, 就是 '無損(耗)傳輸線' 的情形了. 無損傳輸線上沒有電阻, 但卻還有分散的電容和電感, 它們就決定了這條傳輸線的特徵阻抗, 它們也不是用電表量得到的, 這應是 leafy 兄所疏忽的.
sanwei 兄已回答了即使短短幾公分的傳輸線都可以有 75 Ohm 的特徵阻抗. 是否考慮傳輸線效應, 取決於信號波長與線長之比例. 一般說來, 當傳輸線的長度超過最高頻信號波長的 1/8 時要便要考慮其傳輸線效應. 假設信號在傳輸線中以光速前進, 音頻中最高頻 20 kHz 的波長為15 公里, 八分之一就算是 2 公里吧! 如 leafy 兄言, 音響線長度遠小於 2 km, 自然不必考慮傳輸線效應. 但這個問題原本起源與 75-Ohm 數位線, 我們來看看數位的情況吧. S/PDIF 44.1 kHz, 每聲道各 16 bits, bi-phase marking, 頻率約為 2.8 Mhz 方波, 取個 4 倍諧波 -- 10 Mhz 當最高頻訊號, 波長為 30 m, 八分之一是 3.75 公尺. 釵h數位很可能已接近這個長度了, 那便不能忽視傳輸線效應. 這樣的計算是很保守的 -- 因實際上訊號速度小於光速, 又用 4 倍諧波當最高頻得出來的波形實在不能叫方波...
會有50ohm 75ohm的阻抗是製作該線材規格下的「結果」，而不是為了要做成50ohm的線而去這 麼做的。
與敝人的經驗正好相反. 現在 50 Ohm, 75 Ohm 的阻抗廣為運用, 一堆儀器設備內部都是用 50 Ohm , 75 Ohm 的 terminator. 如果不想換 terminator 而又必須匹配阻抗, 那就要買 50 Ohm 或 75 Ohm 的線了, 所以廠商就是為了要做出 50 Ohm 的線而特別去設計線材使得其分散電感和電容的作用等同於 50 Ohm. 電視廣播收訊用的 Yagi 天線阻抗為 300 Ohm, 所以連接天線到電視的平行饋線也是特別設計成 300 Ohm. 敝人也曾經參與設計過幾個高頻電路 (2.4GHz 以上) 我們是先決定電路什麼地方要用多少阻抗的線, 如何匹配, 然後再用軟體模擬 fine-tune, 最後才得到該線的長度, 寬度, 形狀等規格. 傳輸線的阻抗是可以設計出來的, 如果願意(有錢), 也可以要求廠商做各種不同阻抗的線出來.
當然, 現在我們用 50 Ohm, 75 Ohm 很習慣. 為何不用個 60 Ohm, 100 Ohm ? 事實上這兩個值也是為了達到特別的目的而計算出來的最佳值. 百年前鋪設電報線與大西洋海纜時就是這麼算的.
發表於 : 週一 2月 26, 2001 4:03 pm
