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阻抗的有关计算公式

阻抗的有关计算公式
阻抗的有关计算公式

影响高频测试的因素

一、影响特性阻抗的主要因素

即电容与电感间的关系(公式见图)

从阻抗公式看影响特性阻抗值的只有外径(外径可以看成和导线间距α相等)、总的绞合系数(λ)、组合绝缘介质的等效相对介

电常数(εr)。而且,Z正比于α和λ,反比于εr。所以只要控制好了α、λ、εr的值,也就能控制好了Z。一般来说节距越小Z越小,稳定性也越好,ZC 的波动越小。

1导体外径:绝缘外径越小阻抗越大。

2电容:电容越小发泡度越大同时阻抗也越大;

3绝缘外观:绝缘押出不能偏心,同心度控制在90%以上;外观要光滑均匀无杂质,椭圆度在85%以上。

电线押完护套后基本上阻抗是不会再出现变化的,生产过程中的随机缺陷较小时造成的阻抗波动很小,除非在生产过程有过大的外部压力致使发泡线被压伤或压变形。当较严重的周期性不均匀缺陷时,且相邻点间的距离等于电缆传输信号波长的一半时,在此频率点及其整数倍频率点上将出现显着的尖峰(即突掉现象),这时不但阻抗不过,衰减也过不了。

二、各工序影响衰减的主要因素

a

衰减=a

金属衰减

+a

介质材料衰减

+a

阻抗不均匀时反射引起的附加衰减

1.导体:

导体外径下公差,电阻增大,影响传输效果及阻抗;所以一般都采用上公差的导体做发泡线。

高频时信号传输会出现集肤效应,信号只是在导体的表面流过,所以要求导体表面要平滑,绞合绝对不能出现跳股现象,单支导体及绞合后的圆整度要好。

导体束绞、绝缘押出及芯线对绞时张力都不能过大,以防拉细导体。

2.绝缘:

在绝缘时影响衰减的因素主要有绝缘材料、绝缘线径稳定性、发泡电容值及气泡匀密度、同心度(发泡层及结皮的同心度)、芯线的圆整度。在测试频率越高时对发泡材料的要求越高,但现在所用的DGDA3485是现在高频线用得最广泛的化学发泡料。

控制绝缘主要有以下几项:

A.外径要控制在工艺要求偏差±0.02mm之内;

B.发泡要均匀致密,电容要控制在工艺要求偏差±1.0PF之内;

C.绝缘外结皮厚度控制在0.05mm以内;

D.色母配比不能过大,越少越好,在1.5%左右;

E.外观:外观要光滑均匀,无杂质,椭圆度在85%以上。绝缘押出不能偏心,

同心度控制在90%以上。

以上几点能否实现关键要看押出机的性能。另外,在发泡过程中,押出温度要恒定,押出速度要一至,预热的温度要相同,夏季及冬季因气温相差较大,尽可能令活动水槽的水温保持在相同的温度上(活动水槽的水温对发泡有很大影响,水温高则发泡大)

3.对绞

对绞对衰减也有很大的影响,主要是发泡变形造成两根导体之间的间距发生变化:产生电容不稳定从而影响衰减不过。控制关键:

A.芯线张力过大造成内侧起绞痕,使绝缘厚度产生变化(范围设定值见

作业指导书);

B.铝箔及麦拉的张力不均匀稳定。包覆要紧密但不能太重,张力过大阻

抗会变小,衰减差。但包带张力过小会包得太松,芯线容易移位,

剥皮时也容易散开。(具体值见作业指导书)

C.收线过大压伤芯线;

D.漏包或反包;

E.麦拉容易松散。对装配加工及成品的电气性能有很大影响。

根据部分资料的描述,铝基的厚度在低频时对衰减影响较大,高频

时影响衰减的主要是发泡及发泡料的介质损耗角。行业内现在主要

是用25u厚的铝箔及麦拉,太厚会影响尺寸及成本,因此不考虑。

4.成缆

A.退扭张力过大使对绞线变形,并影响线对的平均物理长度,造成串音及衰减不良;

B.成缆节距不稳定造成芯线长度不均及对线应力不平衡,出

现周期性的循环不良,节距差应控制在3mm之内。

C.收线张力过大,排线压力过紧,使芯线变形。

D.绞制过程缆体抖动太激烈,影响对绞线的精密性。激烈的

抖动使缆体在成缆机的入口上产生很大撞击力,容易损伤对绞线,令

电缆产生周期性的不良。

5.编织

编织影响衰减的主要是收放线的张力太大导致在牵引轮和收线盘上被压变形。旧式的编织机牵引轮上多数会再加一个带弹簧的压轮来增加牵引力,这个压轮太重或压得太紧都会把电线压扁压伤,严重影响衰减。

6、护套

A.电线在机头内停留的时间过长,芯线被烤变形;

B.张力架的张力过大,拉伤线缆;

C.计米压轮压力过大,压扁线体;

D.打卷轴芯尺径太小,导致电线严重弯曲,折伤芯线。打卷排位不应太紧。

7. 对绞、成缆、编织所用的模具也不能太小,一般要比实际绞合线径大0.2~0.4mm。在要求高性能的场合,一定要设法使制造条件固定才能使变异减为最低。

另外,在储存过程也要注意:

1)每次生产发泡料不要多配,用多少配多少,防止放久受潮;

2)收线轴最好用φ400或φ500胶轴,每盘装线的数量一致;

3)阴雨天气时,最好先将胶料预热(60~80℃/10分~30分);

4)芯线下盘后要用PE模包好,转移线盘最好用手推车;

5)芯线下盘后等15分种以后进行导体电阻和同心度的测量。

6)堆放高度以≤5层最好

7)因HDMI线材结构上空隙大,电线受潮后对性能影响很大,因此存放过程应做好防潮防尘措施。

PCB阻抗值因素与计算方法

PCB阻抗设计及计算简介

特性阻抗的定义 ?何谓特性阻抗(Characteristic Impedance ,Z0) ?电子设备传输信号线中,其高频信号在传输线中传播时所遇到的阻力称之为特性阻抗;包括阻抗、容抗、感抗等,已不再只是简单直流电的“欧姆电阻”。 ?阻抗在显示电子电路,元件和元件材料的特色上是最重要的参数.阻抗(Z)一般定义为:一装置或电路在提供某特定频率的交流电(AC)时所遭遇的总阻力. ?简单的说,在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。

设计阻抗的目的 ?随着信号传送速度迅猛的提高和高频电路的广泛应用,对印刷电路板也提出了更高的要求。印刷电路板提供的电路性能必须能够使信号在传输过程中不发生反射现象,信号保持完整,降低传输损耗,起到匹配阻抗的作用,这样才能得到完整、可靠、精确、无干扰、噪音的传输信号。?阻抗匹配在高频设计中是很重要的,阻抗匹配与否关系到信号的质量优劣。而阻抗匹配的目的主要在于传输线上所有高频的微波信号皆能到达负载点,不会有信号反射回源点。

?因此,在有高频信号传输的PCB板中,特性阻抗的控制是尤为重要的。 ?当选定板材类型和完成高频线路或高速数字线路的PCB 设计之后,则特性阻抗值已确定,但是真正要做到预计的特性阻抗或实际控制在预计的特性阻抗值的围,只有通过PCB生产加工过程的管理与控制才能达到。

?从PCB制造的角度来讲,影响阻抗和关键因素主要有: –线宽(w) –线距(s)、 –线厚(t)、 –介质厚度(h) –介质常数(Dk) εr相对电容率(原俗称Dk介质常数),白容生对此有研究和专门诠释。 注:其实阻焊也对阻抗有影响,只是由于阻焊层贴在介质上,导致介电常数增大,将此归于介电常数的影响,阻抗值会相 应减少4%

SI9000各阻抗计算说明

阻抗培训 1.外层单端:Coated Microstrip 1B H1:介质厚度(PP片或者板材,不包括铜厚) Er1:PP片的介电常数(板材为:4.5 P片4.2) W1:阻抗线上线宽(客户要求的线宽) W2:阻抗线下线宽(W2=W1-0.5MIL) T1:成品铜厚 C1:基材的绿油厚度(我司按0.8MIL) C2:铜皮或走线上的绿油厚度(0.5MIL) Cer:绿油的介电常数(我司按3.3MIL) Zo:由上面的参数计算出来的理论阻值

2.外层差分:Edge-Coupled Coated Microstrip 1B H1:介质厚度(PP片或者板材,不包括铜厚) Er1:PP片的介电常数(板材为:4.5 P片4.2) W1:阻抗线上线宽(客户要求的线宽) W2:阻抗线下线宽(W2=W1-0.5MIL) S1:阻抗线间距(客户原稿) T1:成品铜厚 C1:基材的绿油厚度(我司按0.8MIL) C2:铜皮或走线上的绿油厚度(0.5MIL) C3:基材上面的绿油厚度(0.50MIL) Cer:绿油的介电常数(我司按3.3MIL)

3.内层单端:Offset Stripline 1B1A H1:介质厚度(PP片或者光板,不包括铜厚) Er1:H1厚度PP片的介电常数(P片4.2MIL) H2:介质厚度(PP片或者光板,不包括铜厚) Er2:H2厚度PP片的介电常数(P片4.2MIL) W1:阻抗线上线宽(客户要求的线宽) W2:阻抗线下线宽(W2=W1-0.5MIL) T1:成品铜厚 Zo:由上面的参数计算出来的理论阻值

4.内层差分:Edge-Couled Offset Stripline 1B1A H1:介质厚度(PP片或者光板,不包括铜厚) Er1:H1厚度PP片的介电常数(P片4.2MIL) H2:介质厚度(PP片或者光板,不包括铜厚) Er2:H2厚度PP片的介电常数(P片4.2MIL) W1:阻抗线上线宽(客户要求的线宽) W2:阻抗线下线宽(W2=W1-0.5MIL) S1:客户要求的线距 T1:成品铜厚 Zo:由上面的参数计算出来的理论阻值

PCB阻抗计算方法

阻抗计算说明 Rev0.0 heroedit@https://www.wendangku.net/doc/b011350543.html, z给初学者的 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 z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) ε μ=EH Z 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. z 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

特性阻抗计算公式推导过程

特性阻抗计算公式推导过程 王国海 以下内容供参考。 1.传输线模型 2 符号说明 R L G C 分布式电阻电感电导电容 3 计算过程 (1) u(△z)-u=-R*?z*i-L*△z*?i ?t i(△z)- i=-G*△z*u(△z)?c?△z??u (2) ?t (1)(2) 两边同除以△z,得到电报公式

?u ?z +Ri+L ?i ?t =0 (3) ?i ?z +Gu+C ?u ?t =0 (4) u(z,t)=U(z)e jωt (5) i(z,t)=I(z)e jωt (6) 由(5)(6) 计算得道下列公式 ?u(z,t)?z =dU(z)dz e jωt (7) ?u(z,t)?t =U(z) e jωt jω (8) ?i(z,t)?z =dI(z)dz e jωt (9) ?i(z,t)?t =I(z) e jωt jω (10) 将(7)(8) (9) (10) 代入公式(3) dU(z)dz e jωt +Ri+L I(z) e jωt jω=0,i 用公式(6)代入, dU(z)dz e jωt +R I(z)e jωt +L I(z) e jωt jω=0 化简得到: dU(z)dz =-(R+ jωL)I(z) (11) 同理7)(8) (9) (10)代入(4)可得 dI(z)dz =-(G+ jωC)U(z) (12) 由(11)(12) 得到 dU(z)dI(z)=(R+ jωL)I(z) (G+ jωC)U(z) (13) 交叉相乘, (G + jωC)U(z) dU(z)= (R + jωL)I(z)dI(z) 两边积分, ∫(G + jωC)U(z) dU(z)=∫(R + jωL)I(z)dI(z) 12(G + jωC)U(z)2=12(R + jωL)I(z)2 U(z)2I(z)2=(R+ jωL)(G+ jωC) 两边开根号 Z=U/I=√(R+ jωL)(G+ jωC) 假定R=0,G=0 (无损)得到特性阻抗近似公式 Z=√L C

PCB线路板阻抗计算公式

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.

阻抗计算公式、polarsi9000(教程)

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,

特征阻抗

一、50ohm特征阻抗 终端电阻的应用场合:时钟,数据,地址线的终端串联,差分数据线终端并联等。 终端电阻示图 B.终端电阻的作用: 1、阻抗匹配,匹配信号源和传输线之间的阻抗,极少反射,避免振荡。 2、减少噪声,降低辐射,防止过冲。在串联应用情况下,串联的终端电阻和信号线的分布电容以及后级电路的输入电容组成RC滤波器,消弱信号边沿的陡峭程度,防止过冲。 C.终端电阻取决于电缆的特性阻抗。 D.如果使用0805封装、1/10W的贴片电阻,但要防止尖峰脉冲的大电流对电阻的影响,加30PF的电容. E.有高频电路经验的人都知道阻抗匹配的重要性。在数字电路中时钟、信号的数据传送速度快时,更需注意配线、电缆上的阻抗匹配。 高频电路、图像电路一般都用同轴电缆进行信号的传送,使用特性阻抗为Zo=150Ω、75Ω的同轴电缆。 同轴电缆的特性阻抗Zo,由电缆的内部导体和外部屏蔽内径D及绝缘体的导电率er 决定:

另外,处理分布常数电路时,用相当于单位长的电感L和静电容量C的比率也能计算,如忽略损耗电阻,则 图1是用于测定同轴电缆RG58A/U、长度5m的输入阻抗ZIN时的电路构成。这里研究随着终端电阻RT的值,传送线路的阻抗如何变化。 图1 同轴传送线路的终端电阻构成 只有当同轴电缆的特性阻抗Zo和终端阻抗FT的值相等时,即ZIN=Zo=RT称为阻抗匹配。 Zo≠RT时随着频率f,ZIN变化。作为一个极端的例子,当RT=0、RT=∞时可理解其性质(阻抗以,λ/4为周期起伏波动)。 图2是RT=50Ω(稍微波动的曲线)、75Ω、dOΩ时的输人阻抗特性。当Zo≠RT时由于随着频率,特性阻抗会变化,所以传送的电缆的频率特上产生弯曲.

PCB阻抗计算

阻抗线计算 一.传输线类型 1 最通用的传输线类型为微带线(microstrip)和带状线(stripline) 微带线(microstrip):指在PCB外层的线和只有一个参考平面的线,有非嵌入/嵌入两种如图所示:(图1) 非嵌入(我们目前常用) (图2) 嵌入(我们目前几乎没有用过) 带状线:在绝缘层的中间,有两个参考平面。如下图: (图3) 2 阻抗线 2.1差动阻抗(图4)

差动阻抗,如上所示,阻抗值一般为90,100,110,120 2.2特性阻抗(图5) 特性阻抗: 如上如所示,.阻抗值一般为50 ohm,60ohm 二.PCB叠层结构 1板层、PCB材质选择 PCB是一种层叠结构。主要是由铜箔与绝缘材料叠压而成。附图为我们常用的1+6+1结构的,8层PCB叠层结构。(图6) 首先第一层为阻焊层(俗称绿油)。它的主要作用是在PCB表面形成一层保护膜,防止导体上不该上锡的区域沾锡。同时还能起到防止导体之间因潮气、化学品等引起的短路、生产

和装配中不良操作造成的断路、防止线路与其他金属部件短路、绝缘及抵抗各种恶劣环境,保证PCB工作稳定可靠。 防焊的种类有传统环氧树脂IR烘烤型,UV硬化型, 液态感光型(LPISM-Liquid Photo Imagable Solder Mask)等型油墨, 以及干膜防焊型(Dry Film, Solder Mask),其中液态感光型为目前制程大宗,常用的有Normal LPI, Lead-free LPI,Prob 77. 防焊对阻抗的影响是使得阻抗变小2~3ohm左右 阻焊层下面为第一层铜箔。它主要起到电路连通及焊接器件的作用。硬板中使用的铜箔一般以电解铜为主(FPC中主要使用压延铜)。常用厚度为0.5OZ及1OZ.(OZ为重量单位在PCB行业中做为一种铜箔厚度的计量方式。1OZ表示将重量为1OZ的铜碾压成1平方英尺后铜箔的厚度。1OZ=0.035mm). 铜箔下面为绝缘层..我们常用的为FR4半固化片.半固化片是以无碱玻璃布为增强材料,浸以环氧树脂.通过120-170℃的温度下,将半固化片树脂中的溶剂及低分子挥发物烘除.同时,树脂也进行一定程度的反应,呈半固化状态(B阶段).在PCB制作过程中通过层压机的高温压合.半固化中的树脂完全反应,冷却后完全固化形成我们所需的绝缘层. 半固化片中所用树脂主要为热塑性树脂, 树脂有三种阶段: A阶段:在室温下能够完全流动的液态树脂,这是玻钎布浸胶时状态 B阶段:环氧树脂部分交联处于半固化状态,在加热条件下,又能恢复到液体状态 C阶段:树脂全部交联为C阶段,在加热加压下会软化,但不能再成为液态,这是多层板压制后半固化片转成的最终状态. 由于半固化片在板层压合过程中,厚度会变小,因而半固化片的原始材料厚度和压合后的厚度不一样,因而必须分清厚度是原始材料厚度还是完成厚度。另外,半固化片的厚度不是固定不变的,根据板厚、板层和板厂不同,而有所不同。上述只是一例。 同时该叠层中用了两块芯板,即core(FR-4).芯板是厂家已压合好的带有双面铜的基材,在压合过程中厚度是不变的。常见芯板见下:(表二)

特征阻抗那点事

特征阻抗那点事 关键词:特征阻抗 PCB 电缆 传输线的特征阻抗,又称为特性阻抗,是我们在进行高速电路设计的时候经常会提到的一个概念。但是很多人对这个概念并不理解,有时还会错误的理解为直流阻抗。弄明白这个概念对我们更好的进行高速电路设计很有必要。高速电路的很多设计规则都和特征阻抗有关。 要理解特征阻抗的概念,我们先要弄清楚什么是传输线。简单的说,传输线就是能够传输信号的连接线。电源线,视频线,USB连接线,PCB板上的走线,都可以称为传输线。如果传输线上传输的信号是低频信号,假设是1KHz,那么信号的波长就是300公里(假设信号速度为光速),即使传输线的长度有1米长,相对于信号来说还是很短的,对信号来说传输线可以看成短路,传输线对信号的影响是很小的。但是对于高速信号来说,假设信号频率提高到300MHz,信号波长就减小到1米,这时候1米的传输线和信号的波长已经完全可以比较,在传输线上就会存在波动效应,在传输线上的不同点上的电压电流就会不同。在这种情况下,我们就不能忽略传输线对信号造成的影响。传输线相对信号来说就是一段长线,我们要用长线传输里的理论来解决问题。 特征阻抗就属于长线传输中的一个概念。信号在传输线中传输的过程中,在信号到达的一个点,传输线和参考平面之间会形成电场,由于电场的存在,会产生一个瞬间的小电流,这个小电流在传输线中的每一点都存在。同时信号也存在一定的电压,这样在信号传输过程中,传输线的每一点就会等效成一个电阻,这个电阻就是我们提到的传输线的特征阻抗。这里一定要区分一个概念,就是特征阻抗是对于交流信号(或者说高频信号)来说的,对于直流信号,传输线有一个直流阻抗,这个值可能会远小于传输线的特征阻抗。一旦传输线的特性确定了(线宽,与参考平面的距离等特性),那么传输线的特征阻抗就确定了.此处省略一万字的公式推导过程,直接给出PCB走线的特征阻抗计算公式: 其中L是单位长度传输线的固有电感,C是单位长度传输线的固有电容。肯定有人会问,什么是单位长度?是1cm,1mm,还是1mil?其实这里的单位长度是多少并不重要。单位越小精度越高,学过微积分对这个概念应该就更清楚了。通过这个简单的计算公式我们能看出来,要改变传输线的特征阻抗就要改变单位长度传输线的固有电感和电容。这样我们就能更好的理解影响传输线特征阻抗的几个因素: a. 线宽与特征阻抗成反比。增加线宽相当于增大电容,也就减小了特征阻抗,反之亦然 b. 介电常数与特征阻抗成反比。同样提高介电常数相当于增大电容

电缆的特性阻抗

电缆的阻抗 术语 音频:人耳可以听到的低频信号。范围在20-20kHz。 视频:用来传诵图象的高频信号。图象信号比声音复杂很多,所以它的带宽(范围)也大过音频很多,少说也有0-6MHz。 射频:可以通过电磁波的形式想空中发射,并能够传送很远的距离。射频的范围要宽很多,10k-3THz(1T=1024G)。 电缆的阻抗 本文准备解释清楚传输线和电缆感应的一些细节,只是此课题的摘要介绍。如果您希望很好地使用传输线,比如同轴电缆什么的,就是时候买一本相关课题的书籍。什么是理想的书籍取决于您物理学或机电工程,当然还少不了数学方面的底蕴。 什么是电缆的阻抗,什么时候用到它? 首先要知道的是某个导体在射频频率下的工作特性和低频下大相径庭。当导体的长度接近承载信号的1/10波长的时候,good o1风格的电路分析法则就不能在使用了。这时该轮到电缆阻抗和传输线理论粉墨登场了。 传输线理论中的一个重要的原则是源阻抗必须和负载阻抗相同,以使功率转移达到最大化,并使目的设备端的信号反射最小化。在现实中这通常意味源阻抗和电缆阻抗相同,而且在电缆终端的接收设备的阻抗也相同。 电缆阻抗是如何定义的? 电缆的特性阻抗是电缆中传送波的电场强度和磁场强度之比。(伏特/米)/(安培/米)=欧姆 欧姆定律表明,如果在一对端子上施加电压(E),此电路中测量到电流(I),则可以用下列等式确定阻抗的大小,这个公式总是成立: Z = E / I 无论是直流或者是交流的情况下,这个关系都保持成立。 特性阻抗一般写作Z0(Z零)。如果电缆承载的是射频信号,并非正弦波,Z0还是等于电缆上的电压和导线中的电流比。所以特性阻抗由下面的公式定义: Z0 = E / I 电压和电流是有电缆中的感抗和容抗共同决定的。所以特性阻抗公式可以被写成后面这个形式: 其中 R=该导体材质(在直流情况下)一个单位长度的电阻率,欧姆 G=单位长度的旁路电导系数(绝缘层的导电系数),欧姆 j=只是个符号,指明本项有一个+90'的相位角(虚数) π=3.1416

什么是特征阻抗

高速设计领域一个越来越重要也是越来越为设计工程师所关注议题就是受控阻抗的电路板设计以及电路板上互联线的特征阻抗。然而,对于非电子的设计工程师来说,这也是一个最容易混淆也最不直观的问题。甚至很多的电子设计工程师对此也同样感到困惑。这篇资料将对特征阻抗作一个简要而直观的介绍,希望帮助大家了解传输线最基本的品质。什么是传输线?什么是传输线?两个具有一定长度的导体就构成传输线。其中的一个导体成为信号传播的通道,而另外的一个导体则构成信号的返回通路(在这里我们提到信号的返回通路,实际上就是大家通常理解的地,但是为了叙述的方便,暂且忘掉地这一概念。)。在一个多层的电路板设计中,每一个PCB互联线都构成传输线中的一个导体,该传输线都将临近的参考平面作为传输线的的第二个导体或者叫做信号的返回通路。什么样的PCB互联线是一个好的传输线呢?通常如果在同一个PCB互联线上特征阻抗处处保持一致,这样的传输线就成为高质量的传输线。什么样的电路板叫做受控阻抗的电路板?受控阻抗的电路板是指PCB板上所有传输线的特征阻抗符合统一的目标规范,通常是指所有传输线的特征阻抗的值在25Ω到70Ω之间。从信号的角度来考察考虑特征阻抗最行之有效的办法是考察信号沿着传输线传播时信号本身看到了什么。为简化问题的讨论起见,假定传输线为微波传输带(microstrip)类型,并且信号沿传输线传播时传输线各处的横断面保持一致。给该传输线加入幅度为1V 的阶跃信号。阶跃信号是一个1V的电池,由前端接入,分别连接在信号线和返回通路之间。在接通电池的瞬间,信号电压波形将以光速在电介质中行进,速度通常约为6英寸/ns(信号为什么行进如此快速,而不是接近电子传播的速度大约1cm/s,这是另外一个话题,这里不做进一步介绍)。当然在这里信号仍然具有常规的定义,信号定义为信号线与返回通路上的电压差,总是通过测量传输线上任何一点与之临近的信号返回通路之间的电压差值来获得。信号沿传输线方向以6英寸/ns的速度向前传输。在传输的过程中信号会遇到什么样的情况呢?在最开始的10ps时间间隔内,信号沿传输线方向行进了0.06英寸的距离。假定锁定时间在这一时刻,来考虑传输线发生的情况。在行进的这一段距离上,信号的传输为这一段传输线和相应临近的信号返回通道之间建立起了稳定的幅度为1V的常量信号。这意味着在行进的这一段传输线和对应的返回路径上已经积聚起了额外的正电荷和额外的负电荷来建立这一稳定的电压。也正是这些电荷的差异在这两个导体之间建立并维持了一个稳定的1 V 电压信号,而导体之间稳定的电压信号就为两个导体之间建立了一个电容。传输线上位于这一时刻信号波前后面的传输线段并不清楚会有信号要传播过来,因而仍然维持信号线同返回通路之间的电压为零。在接下来的10ps时间间隔内,信号又会沿传输线行进一定的距离,信号继续传播的结果是又会在另一段长度为0.06英寸的传输线段同对应的信号返回通路之间的建立起1V的信号电压。而为了做到这一点,必须为信号线注入一定量的正电荷,同时为信号的返回通路注入同等数量的负电荷。信号沿传输线每传播0.06英寸的长度,都会有更多的正电荷注入该信号线,也会有更多的负电荷注入信号返回通路。每隔10ps时间间隔,就会有另外一段传输线被充电到1 V,同时信号也会沿传输线方向继续向前传播。这些电荷从何而来?答案是来自信号源,也就是我们用来提供阶跃信号、连接在传输线前端的电池。随着信号在传输线上的传播,信号不断地为传播经过的传输线段充电,确保信号传输过程中所到之处信号线与返回路径之间建立并维持起1 V的电压。每隔10ps时间间隔,信号会在传输线上传播一定的距离,并且从电源系统中汲取一定数量的电荷δQ。电池在一段时间间隔δt内的向外提供一定数量的电荷δQ,就形成了恒定的信号电流。正的电流会从电池流入信号线,而与此同时同样大小的负电流会流经信号的返回路径。流经信号返回通路的负电流同流入信号线的正电流大小完全一致。而且,就在信号波前的位置,AC电流流经由信号线和信号返回通路构成的电容,完成了信号环路。传输线的特征阻抗从电池的角度来看,一旦设计工程师将电池的引线连入传输线的前端,就总有一个常量值的电流从电池中流出,并且保持电压信号的稳定不变。也许有人会问,是什么样的电子元器件具有这样的行为?加入恒

电感阻抗的计算公式

电感阻抗的计算公式 加载其电感量按下式计算:线圈公式 阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH),设定需用360ohm 阻抗,因此:电感量(mH) = 阻抗(ohm) ÷(2*3.14159) ÷ F (工作频率) = 360 ÷(2*3.14159) ÷7.06 = 8.116mH 据此可以算出绕线圈数: 圈数= [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ÷圈直径(吋) 圈数= [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈 空心电感计算公式 作者:佚名转贴自:本站原创点击数:6684 文章录入:zhaizl 空心电感计算公式:L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H) D------线圈直径 N------线圈匝数 d-----线径 H----线圈高度 W----线圈宽度 单位分别为毫米和mH。。 空心线圈电感量计算公式: l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44) 线圈电感量l单位: 微亨 线圈直径D单位: cm 线圈匝数N单位: 匝 线圈长度L单位: cm 频率电感电容计算公式: l=25330.3/[(f0*f0)*c] 工作频率: f0 单位:MHZ 本题f0=125KHZ=0.125 谐振电容: c 单位:PF 本题建义c=500...1000pf 可自行先决定,或由Q 值决定 谐振电感: l 单位: 微亨 线圈电感的计算公式 作者:线圈电感的计算公式转贴自:转载点击数:299 1。针对环行CORE,有以下公式可利用: (IRON) L=N2.AL L= 电感值(H) H-DC=0.4πNI / l N= 线圈匝数(圈) AL= 感应系数 H-DC=直流磁化力I= 通过电流(A) l= 磁路长度(cm) l及AL值大小,可参照Micrometal对照表。例如: 以T50-52材,线圈5圈半,其L值为T50-52(表示OD为0.5英吋),经查表其AL值约为33nH L=33.(5.5)2=998.25nH≒1μH

电缆的阻抗原理与计算(摘录)

电缆的阻抗原理与计算(摘录) 术语 音频:人耳可以听到的低频信号。范围在20-20kHz。 视频:用来传诵图象的高频信号。图象信号比声音复杂很多,所以它的带宽(范围)也大过音频很多,少说也有0-6MHz。 射频:可以通过电磁波的形式想空中发射,并能够传送很远的距离。射频的范围要宽很多,10k-3THz(1T=1024G)。 电缆的阻抗 本文准备解释清楚传输线和电缆感应的一些细节,只是此课题的摘要介绍。如果您希望很好地使用传输线,比如同轴电缆什么的,就是时候买一本相关课题的书籍。什么是理想的书籍取决于您物理学或机电工程,当然还少不了数学方面的底蕴。 什么是电缆的阻抗,什么时候用到它? 首先要知道的是某个导体在射频频率下的工作特性和低频

下大相径庭。当导体的长度接近承载信号的1/10波长的时候,good o1风格的电路分析法则就不能在使用了。这时该轮到电缆阻抗和传输线理论粉墨登场了。 传输线理论中的一个重要的原则是源阻抗必须和负载阻抗相同,以使功率转移达到最大化,并使目的设备端的信号反射最小化。在现实中这通常意味源阻抗和电缆阻抗相同,而且在电缆终端的接收设备的阻抗也相同。 电缆阻抗是如何定义的? 电缆的特性阻抗是电缆中传送波的电场强度和磁场强度之比。(伏特/米)/(安培/米)=欧姆 欧姆定律表明,如果在一对端子上施加电压(E),此电路中测量到电流(I),则可以用下列等式确定阻抗的大小,这个公式总是成立: Z = E / I 无论是直流或者是交流的情况下,这个关系都保持成立。

特性阻抗一般写作Z0(Z零)。如果电缆承载的是射频信号,并非正弦波,Z0还是等于电缆上的电压和导线中的电流比。所以特性阻抗由下面的公式定义: Z0 = E / I 电压和电流是有电缆中的感抗和容抗共同决定的。所以特性阻抗公式可以被写成后面这个形式: 其中 R=该导体材质(在直流情况下)一个单位长度的电阻率,欧姆 G=单位长度的旁路电导系数(绝缘层的导电系数),欧姆 j=只是个符号,指明本项有一个+90'的相位角(虚数) π=3.1416 L=单位长度电缆的电感量

PCB特性阻抗简介

PCB特性阻抗简介 今就电子学的领域出发解译影响高频特性阻抗品质〝谐振(resonance)〞。所谓的谐振意指可发生于任一物理系统中,只要该系统具有相对形式之贮能零件。当贮存于这些零件中之能量作相互交换时,就不需再自能源取得额外之能量,而将有谐振存在。 我们都知道当驾驶一前轮不平衡之车辆时,在某些特定速率下,不平衡的轮子之振动率等于前端悬吊者之自然谐振频率,则存在在一系统中之弹簧及质量中之能量可彼此互作交换导致一大的振动及方向盘之移动,这些情形司机常见到之。 在此文中,我们将讨论在电路中之谐振特性及一些应用。电路中之谐振,要求电抗量必须能互相抵销。在一串联RLC电路中,此需电抗性电压降抵消:在一并联RLC电路中,则需电抗性电流互相抵消。 一串联电路的阻抗,为电阻值及电抗值之向量和。在一串联RLC电路中,将有一频率,在该频率下可使其电感抗及电容抗相等,此频率称为谐振频率。可使电抗值互相抵销,导致净电抗值为0,在谐振频率(f0),|XL|=|XC|。 其中所言的RLC电路即指电阻、电感、电容组件所组合而成的电子回路,所以了解何为特性阻抗之前,甚至何谓谐振频率应先就其材料特性加以了解。 就电阻而言:电阻器(resistor)在高频电路中应用甚广,但是一般对电阻特性的了解,仍多局限于电阻在直流电路中所呈现的阻尼特性。实际上,电阻在高频电路中,因受信号频率的影响,不仅电阻值会随之改变,更可能会呈现电感或电容的特性。 如图所示电阻器在高频时的等效电路,R为电阻器的电阻值,L为其两端引线的电感,C为存在于电阻器内所有杂散电容的总和。杂散电容形成的原因,随电阻器结构的不同而异。以碳粒合成电阻(carbon composite resistor)为例,由于其结构为以微小碳粒压合而成,故在各碳粒之间都存有电容。此即为等效电路中杂散电容C的来源之一。由此可以推知碳粒合成电阻的高频特性甚差。 另外就TDR测量空板上的传输线而言亦可依上述的方式解译,其中上述所提L的效应来自电阻的两端引线,同理推验可知,TDR所使用探棒的测头如接于导通孔时即产生传输路径,此输入信道愈长则L效应相对愈大,此现象将如同业先前

PCB阻抗计算参数说明

阻抗计算: 1.介电常数E r E r(介电常数)就目前而言通常情况下选用的材料为 F R-4,该种材料的E r 特性为随着加载频率的不同而变化,一般情况下E r的分水岭默认为1 G H Z(高频)。目前材料厂商能够承诺的指标<5.4(1M H z),根据我们实际加工的经验,在使用频率为1G H Z以下的其E r认为4.2左右。1.5—2.0G H Z的使用频率其仍有下降的空间。故设计时如有阻抗的要求则须考虑该产品的当时的使用频率。 我们在长期的加工和研发的过程中针对不同的厂商已经摸索出一定的规律和计算公式。 ●7628----4.5(全部为1G H z状态下) ●2116----4.2 ●1080----3.6 2. 介质层厚度H H(介质层厚度)该因素对阻抗控制的影响最大故设计中如对阻抗的宽容度很小的话,则该部分的设计应力求准确,FR-4的H的组成是由各种半固化片组合而成的(包括内层芯板),一般情况下常用的半固化片为: ●1080 厚度0.075MM、 ●7628 厚度0.175MM、 ●2116厚度 0.105MM。 3.线宽W 对于W1、W2的说明:

5.铜箔厚度 外层铜箔和内层铜箔的原始厚度规格,一般有0.5OZ、1OZ、2OZ(1OZ约为35um或1.4mil)三种,但经过一系列表面处理后,外层铜箔的最终厚度一般会增加将近1 OZ左右。内层铜箔即为芯板两面的包铜,其最终厚度与原始厚度相差很小,但由于蚀刻的原因,一般会减少几个um。 表层铜箔: 可以使用的表层铜箔材料厚度有三种:12um、18um和35um。加工完成后的最终厚度大约是44um、50um和67um,大致相当于铜厚1 OZ、1.5 OZ、2 OZ。注意:在用阻抗计算软件进行阻抗控制时,外层的铜厚没有0.5 OZ的值。

射频同轴连接器特性阻抗的计算

射频同轴连接器特性阻抗的计算 文章介绍了射频同轴连接器特性阻抗的计算方法之一,快速简便的获得阻抗值,方便采购与检验等环节。 标签:同轴连接器;射频转接器;特性阻抗;阻抗匹配 1 前言 微波技术在新世纪得到更广泛的发展,作为微波技术的重要器件射频同轴连接器显得至关重要,选择匹配的连接器可以提高系统的性能。而作为选择连接器的重要因素,阻抗匹配显得很重要,了解和掌握阻抗的计算方法可以一定程度的保证器件选择、产品进货检验等。 2 射频同轴连接器简介 用于射频同轴馈线系统的连接器通称为射频同轴连接器。 射频同轴连接器按连接方式分类为:螺纹式连接器,卡口式连接器,推入式连接器,推入锁紧式连接器。 常用的射频同轴连接器有SMA型、SMB型、SSMB型、N型、BNC型、TNC型等。 射频同轴连接器电气性能方面包括特性阻抗、耐压、最高工作频率等因素,特性阻抗是连接器与传输系统及电缆的阻抗匹配,是选择射频同轴连接器的主要指标,阻抗不匹配会导致系统性能的很大下降。通过计算的阻抗来选择匹配的连接器,方便采购、检验及设计。利用射频同轴连接器的结构尺寸计算其阻抗值的方法,快速简便。 3 射频同轴连接器特性阻抗的计算 射频同轴连接器的特性阻抗主要依据其外导体的内直径和内导体的外直径以及和填充的介质共同决定的。如图1所示 3.3 实例2 BNC 型连接器的特性阻抗: BNC 型连接器使用于低功率,按特性阻抗分为50Ω和75Ω两种。不同于其它类型连接器的特点是50Ω与75Ω的内导体与外导体的尺寸一样,构成特性阻抗不同的区别在是否填充介质,也就是说有一种阻抗的连接器的填充是空气。75Ω特性阻抗的连接器没有填充介质,即空气介质(εr=1)。50Ω特性阻抗的在

PCB线路板阻抗计算公式

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来与大家说明下阻抗就是怎么计算的。 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,此特性阻抗与波阻抗的概念上的差异(具体查瞧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就是怎么回事情,瞧瞧实际上的意义,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 我们来瞧如下一种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,与厂家打交道经常会使用的 Oz 的概念 Oz 本来就是重量的单位Oz(盎司)=28、3 g(克) 在叠层里面就是这么定义的,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 与同样形状与尺寸的真空电容量Co之比为介电常数: ε = Cx/Co = ε'-ε" Prepreg/Core 的概念 pp 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、 传输线特性阻抗的计算

特性阻抗计算

对特性阻抗的一种浅显易懂的解释 抽象又复杂的数位高速逻辑原理,与传输线中方波讯号的如何传送,以及 如何确保其讯号完整性(Signal Integrity),降低其杂讯(Noise)减少之误动 作等专业表达,若能以简单的生活实例加以说明,而非动则搬来一堆数学公式与 难懂的物理语言者,则对新手或隔行者之启迪与造福,实有事半功倍举重若轻之 受用也。 然而,众多本科专业者,甚至杏坛为师的博士教授们,不知是否尚未真正进 入情况不知其所以然?亦或是刻意卖弄所知以慑服受教者则不得而知,或是二者 心态兼有之!坊间大量书籍期刊文章,多半也都言不及义缺图少例,确实让人雾 里看花,看懂了反倒奇怪呢! 笔者近来获得一份有关阻抗控制的简报资料,系电性测试之专业日商HIOKI 所提供。其内容堪称文要图简一看就懂,令人爱不释手。正是笔者长久以来所追 求的境界,大喜之下乃征得原著“问港建”公司的同意,并经由港建公司廖丰莹 副总的大力协助,以及原作者山崎浩(Hiroshi Yamazaki)及其上司金井敏彦(Toshihiko Kanai)等解惑下,得以完成此文,在此一并感谢。并欢迎所有前辈先进们,多 多慨赐类似资料嘉惠学子读者,则功在业界善莫大焉。 一 .将讯号的传输看成软管送水浇花 1.1 数位系统之多层板讯号线(Signal Line)中,当出现方波讯号的传输时,可将之假想成为软管(hose)送水浇花。 一端于手握处加压使其射出水柱,另一端接在水龙头。当握管处所施压的力道恰 好,而让水柱的射程正确洒落在目标区时,则施与受两者皆欢而顺利完成使命, 岂非一种得心应手的小小成就? 1.2 然而一旦用力过度水注射程太远,不但腾空越过目标浪费水资源,甚至 还可能因强力水压无处宣泄,以致往来源反弹造成软管自龙头上的挣脱!不仅任 务失败横生挫折,而且还大捅纰漏满脸豆花呢! 1.3反之,当握处之挤压不足以致射程太近者,则照样得不到想要的结果。 过犹不及皆非所欲,唯有恰到好处才能正中下怀皆大欢喜。 1.4 上述简单的生活细节,正可用以说明方波(Square Wave)讯号(Signal)在多层板传输线(Transmission Line,系由讯号线、介质层、及接地层三者所共同组成)中所进行的快速传送。 此时可将传输线(常见者有同轴电缆Coaxial Cable,与微带线Microstrip Line或带线Strip Line等)看成软管,而握管处所施加的压力,就好比板面上“接受端”(Receiver) 元件所并联到Gnd的电阻器一般(是五种终端技术之一,请另见TPCA会刊第13 期“内嵌式电阻器之发展”一文之详细说明),可用以调节其终点的特性阻抗(Characteristic Impedance),使匹配接受端元件内部的需求。 二. 传输线之终端控管技术(Termination) 2.1由上可知当“讯号”在传输线中飞驰旅行而到达终点,欲进入接受元件 (如CPU或Meomery等大小不同的IC)中工作时,则该讯号线本身所具备的“特 性阻抗”,必须要与终端元件内部的电子阻抗相互匹配才行,如此才不致任务失 败白忙一场。用术语说就是正确执行指令,减少杂讯干扰,避免错误动作”。一

1特性阻抗

.1特性阻抗 特性阻抗也称波阻抗,是电缆的二次参数,它描述了电磁波沿均匀线路传播而没有反射时所遇到的阻抗,即线路终端匹配时,线路内任一点的电压波(U)和电流波(I)的比值。特性阻抗可以用一个复数表示,当电缆线芯的材料、直径、绝缘形式确定后,特性阻抗只随频率的变化而变化。 特性阻抗Zc为回路上任意点电压波和电流波之比并有 R、L、G、C分别为对绞回路的电阻、电感、电导、电容,虚部相位角Φ从零开始到频率f =800Hz时接近-45°,然后逐渐接近零。可以看出传播常数和特性阻抗Zc均与电缆的一次参数R、L、G、C有关,TIA/EIA---568---A规定5类缆的特性阻抗为100 15Ω.对于局部网布线系统来说,传输媒介具有稳定的阻抗值是很重要的,否则连接器硬件就会和电缆失配。从而引起信号反射导致传输效率下降,甚至网络无法工作。 对于高频对称电缆,由于频率增加时,集肤效应增加,使内电感减小,而外电感与频率无关,所以随频率的增加,总电感近似于外电感, 式中,r 为等效介电常数;a为绝缘线心外径;d为导体直径 由式子可以看出特性阻抗和导体类型和直径,绝缘的类型和厚度有关,在某 种程度上也与线对的绞合性能有关(因等效介电常数εr和绞合有关)。由于一般的标准中都规定了导体的直径d=24(AWG),而且从实际情况中看来,此d值也是最理想值。这样从上式看来影响特性阻抗的只有外径(外径可以看成和导线间距α相等)、组合绝缘介质的等效相对介电常数(εr)。而且,Zc正比于α和λ,反比于εr。所以只要控制好了α、λ、εr的值,也就能控制好。在实际中常用输入阻抗Zin来表述电缆的特性阻抗。其定义 式中:Z0为终端开路时的阻抗测量值;Zs为终端短路时的阻抗测量值。 3.2 回波损耗 回波损耗是数字电缆产品的一项重要指标,回波损耗合并了两种反射的影响,包括对标称阻抗(如:100Ω)的偏差以及结构影响,用于表征链路或信道的性能。它是由于电缆长度上特性阻抗的不均匀性引起的,归根到底是由于电缆结构的不均匀性所引起的。由于信号在电缆中的不同地点引起的反射,到达接收 端的信号相当于在无线信道传播中的多径效应,从而引起信号的时间扩散和频率选择性衰落,使接收端信号脉冲重叠而无法判决。信号在电缆中的多次反射也导致信号功率的衰减,导致误码率的增加,从而也限制传输速度。在生产数字缆的过程中,电缆的回波损耗指标容易出现不合格。它的表达式是 ZH为负载阻抗,ZC为波阻抗。按标准规定ZC分别为100Ω、120Ω、150Ω。减少回波损耗的方法: 1. 提高同心度 在绝缘串联生产工序,要求铜导体的直径公差在±0.002mm内,绝缘外径偏差在±0.01mm 内。同心度在96%以上,且表面光滑圆整。否则,单线在进行绞对后电缆的特性阻抗会出现超出指标要求的较大峰值。 2. 采用一定比例的“预扭”或“退扭”技术并配合使用十字型塑料骨架 采用一定比例的“预扭”或“退扭”技术可消除绝缘单线偏心对特性阻抗的影响,同时可降低绝缘单线同心度的要求。而采用十字型塑料骨架,可保持电缆结构的稳定性,使单线不均匀造成的特性阻抗的变化变得平滑,使其近端串音和回波损耗在高频时的性能相当好。 3. 采用粘连线对技术 粘连线对技术工艺指的是采用两台挤塑机、一个机头共挤,将同一线对的两根绝缘芯线同步挤出将其粘结在一起。绞对线间粘连后,可确保绞对线结构的稳定性,保持线对两根导线中心距(S)的稳定来提高线对阻抗均匀性,从而提高回波损耗指标;也可避免绝缘导体经弯曲扭绞后导体发生散芯而影响电缆的回波损耗指标。

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