特征阻抗（特性阻抗）是信号完整性中仅次于传输线的重要概念，我曾经对特征阻抗充满了疑惑，当年我想用万用表来测导线的特征阻抗：发现根本不是50Ω，而是0Ω。我的测试结果（0Ω）没有错，特征阻抗是50Ω也没错，错的是我把导线电阻错认为传输线的特征阻抗。

而且测试导线特征阻抗，也不能用万用表，而是得用网络分析仪。

接下来我们来将它搞清楚。

传输线的阻抗与时延

传输线最重要的两个特征是：

1，特征阻抗；

2，时延（信号传播速率）。

我们通过之前章节的分析，知道信号在传输线上传播的过程中，其电压/电流（阻抗）的特性类似电阻（跟频率w无关的阻性特性），无损传输线可以很好的近似为：特征阻抗和时延特性。

采用特征阻抗和时延来分析传输线，计算更方便，所以我们一般用该模型进行分析。

接下来我们来看特征阻抗是什么~

传输线阻抗

如下图所示，为信号在无损传输线的传输过程中电流完整流动过程，我们用电感L和电容C来描述传输线的回路电感和电容。

1，L在如上拓扑中，指的是传输线回路电感，这是一个等效电感：不是信号路径的局部电感，而是信号路径与回流路径构成的回路电感，所以该电感L与回流路径强相关。

举个例子：当传输线信号路径不变，而回流路径不连续时（例如：信号线的参考GND层被分割，回流路径就要绕远路），此时传输线的电感就会增大。

如之前所述传输线的电感展开如下图：传输线回路电感Lloop = L1+L2-2*L12；

2. C在如上拓扑中，指的是信号路径相对于回流路径之间的寄生电容。

举个例子：信号线与回流地之间的板间寄生电容，其间距是PCB层间距，介电常数是FR-4材料的参数，我们可以计算出它们之间的电容值（平面板电容）。

我们知道无损传输线的阻抗模型等效为：很多组串联在信号路径上的L和并联在信号路径与回流路径之间的C组成。

而且电流是从信号路径到回流路径的方向，由此得出传输线的阻抗可以等效为搭接在信号路径与回流路径的一个电阻（并联电阻），如下图所示。

这跟之前看到过的传输线等效模型完全不一样，在我之前看到过的特征阻抗似乎是串联在信号路径上的诶。

的确，这个并联的模型似乎有一个致命问题：如上图所示，如果传输线的阻抗是搭在信号路径与回流路径之间的电阻，那么这么多电阻并联后应该是Z0/n而不是Z0！

假如有一根无线长的导线，那么特征阻抗不就为0了么？这违反了常识和电路的基本原理啊。

这个特征阻抗的思路好像进入了死胡同，一时无法解开，那我们只能听从苏格拉底的教导，从头（定义）开始梳理起。

我们回到传输线的定义来看看：信号在传播过程中只有信号前沿的那部分导线才能看成是传输线。

原来如此，如下图所示，在信号跳变的左侧是高电平（例如3.3V），右侧是低电平（0V），信号路径与回流路径上的电压差保持不变，就没有发生充放电的动作。这些地方阻抗是无穷大（导线上的信号是固定电平，则信号路径和回流路径之间电压不会变化，此时电容不会进行充放电，所以电流I = 0；而Z =U/I = ∞，相当于断开）。

所以只有处于信号前沿的信号路径与返回路径之间进行着充放电的动作，电容和电感才有了用武之地，成为特征阻抗：Z0。如上图所示。

好，我们终于得到了结论：传输线的阻抗是信号前沿（跳变）处所受到的阻抗，它是一个瞬时的阻抗。所以传输线阻抗也可以看成串接在信号路径上的一个电阻。

我们现在来总结传输线阻抗的描述：传输线阻抗是信号在传输过程中，信号前沿所受到的信号路径与回流路径之间瞬时阻抗。

如果传输线的瞬时阻抗在整条导线上都保持恒定（传输线瞬时阻抗保持一致），那么我们称之为：传输线的特征阻抗。

传输线特征阻抗的特点是：它只与介质材料、传输线结构相关，与传输线长度无关。