1、解析特性阻抗Characteristic Resistance,特性阻抗的定義 對(duì)稱電纜的特性阻抗計(jì)算 三. 影響對(duì)稱電纜特性阻抗的因素 四. 同軸電纜的特性阻抗計(jì)算 五. 影響同軸電纜特性阻抗的因素 六. NB Cable特性阻抗控制的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,目 錄,一、特性阻抗（Zc）的定義,特性阻抗是指當(dāng)電纜無限長時(shí)該電纜所具有的阻抗，是阻止電流通過導(dǎo)體的一種電阻名稱，它不是常規(guī)意義上的直流電阻。 一條電纜的特性阻抗是由電纜的電導(dǎo)率、電容以及阻值組合后的綜合特性。假設(shè)一根均勻電纜無限延伸，其發(fā)射端在某一頻率下的阻抗稱為特性阻抗 (Characteristic Impedance)。它由諸如導(dǎo)體的集

2、合尺寸、導(dǎo)體間的中心距離、傳輸線本身的結(jié)構(gòu)、電纜絕緣材料的介電常數(shù)等因素決定，與數(shù)據(jù)傳輸線的長短無關(guān)。 數(shù)據(jù)傳輸線的瞬間阻抗或者是特征阻抗是影響信號(hào)品質(zhì)及完整性的最重要的因素。如果信號(hào)傳播過程中，相鄰的信號(hào)傳播間隔之間阻抗保持一致，那么信號(hào)就可以十分平穩(wěn)地向前傳播，因而情況變得十分簡單。如果相鄰的信號(hào)傳播間隔之間存在差異，或者說阻抗發(fā)生了改變，信號(hào)中能量的一部分就會(huì)往回反射，信號(hào)傳輸?shù)倪B續(xù)性也會(huì)被破壞，由此會(huì)帶來諸如回波損耗偏大、信號(hào)傳輸輻射增大、信號(hào)傳輸完整性不足等問題。,1. 特性阻抗(Zc)的定義,二、對(duì)稱電纜特性阻抗（Zc）的計(jì)算,其中： Zc-特性阻抗 a-兩導(dǎo)體的中心距(mm) d

3、-中心導(dǎo)體的直徑(mm) e-絕緣材料的等效介電常數(shù),或,2.1 無屏蔽對(duì)稱電纜（UTP）的特性阻抗(Zc)：,2.2 屏蔽對(duì)稱電纜（STP）的特性阻抗(Zc)：,或,其中： Zc:特性阻抗 a:兩導(dǎo)體的中心距(mm) d:中心導(dǎo)體的直徑(mm) Ds:屏蔽層內(nèi)徑(mm) e:絕緣材料的等效介電常數(shù),二、對(duì)稱電纜特性阻抗（Zc）的計(jì)算,2.3 對(duì)稱電纜中心導(dǎo)體為絞線結(jié)構(gòu)，屏蔽為編織的特性阻抗(Zc)：,其中： Zc:特性阻抗 a:兩導(dǎo)體的中心距(mm) d:中心導(dǎo)體的直徑(mm) Ds:屏蔽層內(nèi)徑(mm) e:絕緣材料的等效介電常數(shù) K3：編織影響的經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù),取值為0.98-0.99 K1

4、：導(dǎo)體修正系數(shù),導(dǎo)體結(jié)構(gòu)修正系數(shù)K1與導(dǎo)體根數(shù)之間的關(guān)系:,二、對(duì)稱電纜特性阻抗（Zc）的計(jì)算,三、影響對(duì)稱電纜特性阻抗（Zc）的因素,3.1 影響對(duì)稱電纜特性阻抗的因素及比例關(guān)系：,三、影響對(duì)稱電纜特性阻抗（Zc）的因素,3.1導(dǎo)體直徑 導(dǎo)體直徑的波動(dòng)會(huì)影響電感和電容的大小，進(jìn)而成為影響特性阻抗ZC ，這是不可 忽視的因素。要想控制好導(dǎo)體直徑 ，模具的精度至關(guān)重要，拉絲出線模的直徑偏差一 般應(yīng)控制在0.002mm以下，在設(shè)備運(yùn)行狀況良好的條件下，導(dǎo)體直徑偏差不可超 0.003mm,只有這種精度才能夠滿足電纜對(duì)特性阻抗的要求。因此，在拉絲生產(chǎn)過程中 應(yīng)經(jīng)常關(guān)注拉絲機(jī)的運(yùn)行狀況及拉絲模精度的控制

5、。另外還要嚴(yán)格控制好導(dǎo)體的退火 狀態(tài)及其拉斷伸長率，如果導(dǎo)體的退火過度，造成導(dǎo)體伸長率過大，在后續(xù)加工過程 中就難以控制和容易變形，所以導(dǎo)體伸長率波動(dòng)范圍應(yīng)嚴(yán)格控制在小于1.5為宜。,3.2絕緣線芯外徑偏差和同心度 絕緣線芯外徑偏差和同心度是絕緣單線生產(chǎn)過程中最不易控制因素，而絕緣線芯 外徑的波動(dòng)和偏心會(huì)導(dǎo)致兩導(dǎo)線間距離的變化，這種變化的結(jié)果使特性阻抗ZC值發(fā)生 變化，兩導(dǎo)線間距離變化越大特性阻抗ZC值波動(dòng)就越大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離標(biāo)稱值。 絕緣層的厚度偏差應(yīng)控制在003 mm以內(nèi)，同心度不得小于95。要想得到比較 均勻的特性阻抗，就要保證生產(chǎn)出的絕緣線芯的絕緣厚度和同心度都很好。在生產(chǎn)時(shí) 擠塑

6、模具的選用也是非常重要的（因?yàn)閿D塑模具會(huì)給絕緣線芯外徑和偏心帶來直接的 影響）,三、影響對(duì)稱電纜特性阻抗（Zc）的因素,3.3屏蔽層的半徑 屏蔽層距離大小對(duì)電感的影響也很大，因此，在屏蔽生產(chǎn)過程中,屏蔽層的質(zhì)量至 關(guān)重要,導(dǎo)線與屏蔽層越靠近時(shí)，回路的電容就越大，相反，則越小，回路電容的或大 或小會(huì)直接影響特性阻抗值。因此，縱包屏蔽或繞包屏蔽帶時(shí)要松緊適當(dāng)，屏蔽層的 圓整性和一致性應(yīng)成為生產(chǎn)過程中控制的重點(diǎn)。 另外，在對(duì)絞過程中,收放線張力的均勻性和線對(duì)節(jié)距的一致性也會(huì)對(duì)回路導(dǎo)線中 心間的距離及線組直徑的大小有一定的影響。,四、同軸電纜的特性阻抗（Zc）計(jì)算,4.1 同軸電纜的特性阻抗(Zc)：

7、,同軸電纜的一個(gè)回路是同軸對(duì),它是對(duì)地不對(duì)稱的.在金屬往管(稱為外導(dǎo)體)內(nèi)配 置另一圓形導(dǎo)體(稱為內(nèi)導(dǎo)體),用絕緣介質(zhì)使兩者相互絕緣并保持軸心重合,這樣所構(gòu) 成的線對(duì)稱同軸對(duì)。,4.1.1.對(duì)于鋁箔斜包, 縱包可近似看作是理想外導(dǎo)體,計(jì)算如下:,或,其中： e:絕緣材料的等效介電常數(shù) D：外導(dǎo)體內(nèi)徑 d：內(nèi)導(dǎo)體外徑,由上式可以看出，同軸電纜特性阻抗只與導(dǎo)體直徑D和d以及導(dǎo)體間介質(zhì)的介電常 數(shù)r有關(guān)，而與饋線長短、工作頻率以及線纜終端所接負(fù)載阻抗無關(guān)。,4.1.2.編織外導(dǎo)體,絞線內(nèi)導(dǎo)體同軸電纜的特性阻抗計(jì)算如下:,四、同軸電纜的特性阻抗（Zc）計(jì)算,或,其中： D：外導(dǎo)體外徑 d：內(nèi)導(dǎo)體外徑 Dw：編織導(dǎo)體直徑 K1：導(dǎo)體結(jié)構(gòu)修正系數(shù),由上式可以看出，同軸電纜特性阻抗只與導(dǎo)體直徑D和d、編織的導(dǎo)體直徑Dw以 及導(dǎo)體間介質(zhì)的介電常數(shù)r有關(guān)，而與饋線長短、工作頻率以及線纜終端所接負(fù) 載阻抗無關(guān)。,五、影響同軸電纜特性阻抗（Zc）的因素,5.1 影響同軸電纜特性阻抗的因素及比例關(guān)系：,六. NB Cable特性阻抗控制的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,6.1 典型NB Cable用線的特性阻抗控制實(shí)驗(yàn)參數(shù)：,六. NB Cable特性阻抗控制的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,6.2 典型NB Cable用線特性阻抗選擇計(jì)算表：,六