《特性阻抗》ppt課件

1、解析特性阻抗解析特性阻抗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)稱電纜特性阻抗的要素四. 同軸電纜的特性阻抗計(jì)算五. 影響同軸電纜特性阻抗的要素六. NB Cable特性阻抗控制的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析目目 錄錄一、特性阻抗一、特性阻抗Zc的定義的定義 特性阻抗是指當(dāng)電纜無(wú)限長(zhǎng)時(shí)該電纜所具有的阻抗，是阻止電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體的一種電阻稱號(hào)，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(wú)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

2、由諸如導(dǎo)體的集合尺寸、導(dǎo)體間的中心間隔、傳輸線本身的構(gòu)造、電纜絕緣資料的介電常數(shù)等要素決議，與數(shù)據(jù)傳輸線的長(zhǎng)短無(wú)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)質(zhì)量及完好性的最重要的要素。假設(shè)信號(hào)傳播過(guò)程中，相鄰的信號(hào)傳播間隔之間阻抗堅(jiān)持一致，那么信號(hào)就可以非常平穩(wěn)地向前傳播，因此情況變得非常簡(jiǎn)單。假設(shè)相鄰的信號(hào)傳播間隔之間存在差別，或者說(shuō)阻抗發(fā)生了改動(dòng)，信號(hào)中能量的一部分就會(huì)往回反射，信號(hào)傳輸?shù)难永m(xù)性也會(huì)被破壞，由此會(huì)帶來(lái)諸如回波損耗偏大、信號(hào)傳輸輻射增大、信號(hào)傳輸完好性缺乏等問(wèn)題。1. 特性阻抗(Zc)的定義二、對(duì)稱電纜特性阻抗二、對(duì)稱電纜特性阻抗Zc的計(jì)算的計(jì)算 其中： Zc-特性阻抗

3、 a-兩導(dǎo)體的中心距(mm) d-中心導(dǎo)體的直徑(mm) e-絕緣資料的等效介電常數(shù) ZCadde1202l n(*)或ZCadde2762l g(*)2.1 無(wú)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)：ZCadDaDaeSS12022222l n(*)ZCadDaDaeSS27622222l g(*)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:絕緣資料的等效介電常數(shù) 二、對(duì)稱電纜特性阻抗二、對(duì)稱電纜特性阻抗Zc的計(jì)算的計(jì)算2.3 對(duì)稱電纜中心導(dǎo)體為絞線構(gòu)造，屏蔽為編織的特性阻抗(Z

4、c)：ZCKaKdDaDaeSS2763212222*l g(*) 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:絕緣資料的等效介電常數(shù) K3：編織影響的閱歷修正系數(shù),取值為0.98-0.99 K1：導(dǎo)體修正系數(shù),導(dǎo)體構(gòu)造修正系數(shù)K1與導(dǎo)體根數(shù)之間的關(guān)系: 絞線內(nèi)導(dǎo)體的導(dǎo)線根數(shù)N1371219內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)造的修正系數(shù)K11.0000.8710.9390.9570.970絞線內(nèi)導(dǎo)體的導(dǎo)線根數(shù)N2737507090內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)造的修正系數(shù)K10.9760.9800.9830.9860.988二、對(duì)稱電纜特性阻抗二、對(duì)稱電纜特性阻抗Zc的計(jì)算的

5、計(jì)算三、影響對(duì)稱電纜特性阻抗三、影響對(duì)稱電纜特性阻抗Zc的要素的要素影響Zc的要素影響要素與Zc的變化關(guān)系比例關(guān)系影響要素的變化Zc的隨之變化等效介電常數(shù)反比導(dǎo)體直徑反比導(dǎo)體中心距正比對(duì)地間隔反比對(duì)絞絞距正比3.1 影響對(duì)稱電纜特性阻抗的要素及比例關(guān)系：三、影響對(duì)稱電纜特性阻抗三、影響對(duì)稱電纜特性阻抗Zc的要素的要素3.1導(dǎo)體直徑導(dǎo)體直徑 導(dǎo)體直徑的動(dòng)搖會(huì)影響電感和電容的大小，進(jìn)而成為影響特性阻抗導(dǎo)體直徑的動(dòng)搖會(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，這是不可忽視的要素。要想控制好導(dǎo)體直徑忽視的要素。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向一，模具的精

6、度至關(guān)重要，拉絲出線模的直徑偏向一般應(yīng)控制在般應(yīng)控制在0.002mm以下，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好的條件下，導(dǎo)體直徑偏向不可超以下，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好的條件下，導(dǎo)體直徑偏向不可超0.003mm,只需這種精度才可以滿足電纜對(duì)特性阻抗的要求。因此，在拉絲消費(fèi)過(guò)程只需這種精度才可以滿足電纜對(duì)特性阻抗的要求。因此，在拉絲消費(fèi)過(guò)程中中應(yīng)經(jīng)常關(guān)注拉絲機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及拉絲模精度的控制。另外還要嚴(yán)厲控制好導(dǎo)體的退火應(yīng)經(jīng)常關(guān)注拉絲機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及拉絲模精度的控制。另外還要嚴(yán)厲控制好導(dǎo)體的退火形狀及其拉斷伸長(zhǎng)率，假設(shè)導(dǎo)體的退火過(guò)度，呵斥導(dǎo)體伸長(zhǎng)率過(guò)大，在后續(xù)加工過(guò)程形狀及其拉斷伸長(zhǎng)率，假設(shè)導(dǎo)體的退火過(guò)度，呵斥導(dǎo)體伸長(zhǎng)率過(guò)大

7、，在后續(xù)加工過(guò)程中就難以控制和容易變形，所以導(dǎo)體伸長(zhǎng)率動(dòng)搖范圍應(yīng)嚴(yán)厲控制在小于中就難以控制和容易變形，所以導(dǎo)體伸長(zhǎng)率動(dòng)搖范圍應(yīng)嚴(yán)厲控制在小于1.5為宜。為宜。3.2絕緣線芯外徑偏向和同心度 絕緣線芯外徑偏向和同心度是絕緣單線消費(fèi)過(guò)程中最不易控制要素，而絕緣線芯外徑的動(dòng)搖和偏心會(huì)導(dǎo)致兩導(dǎo)線間間隔的變化，這種變化的結(jié)果使特性阻抗ZC值發(fā)生變化，兩導(dǎo)線間間隔變化越大特性阻抗ZC值動(dòng)搖就越大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離標(biāo)稱值。絕緣層的厚度偏向應(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，就要保證消費(fèi)出的絕緣線芯的絕緣厚度和同心度都很好。在消費(fèi)時(shí)擠塑模具的選用也是非常重要的由于擠塑模具

8、會(huì)給絕緣線芯外徑和偏心帶來(lái)直接的影響 三、影響對(duì)稱電纜特性阻抗三、影響對(duì)稱電纜特性阻抗Zc的要素的要素3.3屏蔽層的半徑屏蔽層的半徑 屏蔽層間隔大小對(duì)電感的影響也很大，因此，在屏蔽消費(fèi)過(guò)程中屏蔽層間隔大小對(duì)電感的影響也很大，因此，在屏蔽消費(fèi)過(guò)程中,屏蔽層的質(zhì)量至屏蔽層的質(zhì)量至關(guān)重要關(guān)重要,導(dǎo)線與屏蔽層越接近時(shí)，回路的電容就越大，相反，那么越小，回路電容的或?qū)Ь€與屏蔽層越接近時(shí)，回路的電容就越大，相反，那么越小，回路電容的或大大或小會(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)成為消

9、費(fèi)過(guò)程中控制的重點(diǎn)。圓整性和一致性應(yīng)成為消費(fèi)過(guò)程中控制的重點(diǎn)。 另外，在對(duì)絞過(guò)程中另外，在對(duì)絞過(guò)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)線中心間的間隔及線組直徑的大小有一定的影響。心間的間隔及線組直徑的大小有一定的影響。 四、同軸電纜的特性阻抗四、同軸電纜的特性阻抗Zc計(jì)算計(jì)算4.1 同軸電纜的特性阻抗(Zc)： 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)使兩者相互絕緣并堅(jiān)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

10、外導(dǎo)體,計(jì)算如下: ZCDde138*l g()ZCDde60*l n()或其中：e:絕緣資料的等效介電常數(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(zhǎng)短、任務(wù)頻率以及線纜終端所接負(fù)載阻抗無(wú)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四、同軸電纜的特性阻抗Zc計(jì)算計(jì)算ZCDDKdew1381 51*l g(.*)或ZCDDKdew601 51*l n(.*)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)體構(gòu)造修正系數(shù) 由上式可以看出，同軸電纜特性阻抗

11、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(zhǎng)短、任務(wù)頻率以及線纜終端所接負(fù)載阻抗無(wú)關(guān)。 五、影響同軸電纜特性阻抗五、影響同軸電纜特性阻抗Zc的要的要素素影響Zc的要素影響要素與Zc的變化關(guān)系比例關(guān)系影響要素的變化Zc的隨之變化等效介電常數(shù)e反比內(nèi)導(dǎo)體直徑d反比外導(dǎo)體內(nèi)/外徑D正比編織導(dǎo)體直徑Dw正比5.1 影響同軸電纜特性阻抗的要素及比例關(guān)系：六六. NB Cable特性阻抗控制的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析特性阻抗控制的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析UL10064 FEP雙絞線特性阻抗：雙絞線特性阻抗：10010 ohmsUL10064 FEP雙絞線特性阻抗：雙絞線特性阻抗：9010 oh

12、ms線材規(guī)格外被ODOD公差絞距(mm)線材規(guī)格外被ODOD公差絞距(mm)34#(7/0.06TC)*2C0.32mm0.01mm31mm34#(7/0.06TC)*2C0.32mm0.01mm31mm32#(7/0.08TC)*2C0.38mm0.01mm41mm32#(7/0.08TC)*2C0.38mm0.01mm41mm30#(7/0.10TC)*2C0.50mm0.01mm51mm30#(7/0.10TC)*2C0.50mm0.01mm51mm34#(19/0.04TC)*2C0.32mm0.01mm31mm34#(19/0.04TC)*2C0.32mm0.01mm31mm32#(19/0.05TC)*2C0.38mm0.01mm41mm32#(19/0.05TC)*2C0.38mm0.01mm41mm30#(19/0.06TC)*2C0.50mm0.01mm51mm30#(19/0.06TC)*2C0.50mm0.01mm51mm6.1 典型NB Cable用線的特性阻抗控制實(shí)驗(yàn)參數(shù)：六六. NB Cable特性阻抗控制的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析特性阻抗控制的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析6