高頻傳輸線訊號(hào)分析基礎(chǔ)

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何為傳輸線？

傳輸線理論來(lái)源：在信號(hào)完整性和電源完整性，工程師必須理解傳輸線理論基礎(chǔ)，這里給出簡(jiǎn)單的傳輸線理論.

如果傳輸線上傳輸?shù)男盘?hào)是低頻信號(hào)，假設(shè)是1KHz，那么信號(hào)的波長(zhǎng)就是300公里(假設(shè)信號(hào)速度為光速)，即使傳輸線的長(zhǎng)度有1米長(zhǎng)，相對(duì)于信號(hào)來(lái)說(shuō)還是很短的，對(duì)信號(hào)來(lái)說(shuō)傳輸線可以看成短路，傳輸線對(duì)信號(hào)的影響是很小的。但是對(duì)于高速信號(hào)來(lái)說(shuō)，假設(shè)信號(hào)頻率提高300MHz，信號(hào)波長(zhǎng)就減小到1米，這時(shí)候1米的傳輸線和信號(hào)的波長(zhǎng)已經(jīng)完全可以比較，在傳輸線上就會(huì)存在波動(dòng)效應(yīng)，在傳輸線上的不同點(diǎn)上的電壓電流就會(huì)不同。在這種情況下，我們就不能忽略傳輸線對(duì)信號(hào)造成的影響。傳輸線相對(duì)信號(hào)來(lái)說(shuō)就是一段長(zhǎng)線，我們要用長(zhǎng)線傳輸里的理論來(lái)解決問(wèn)題，特別是高頻時(shí) 傳輸線理論不可忽視.

常見的電氣參數(shù)基礎(chǔ)介紹

電線電纜產(chǎn)品應(yīng)用于全球消費(fèi)電子、高清數(shù)字、微波通訊、通訊基站、IT設(shè)備、太陽(yáng)能光伏、公路車輛、家電、工控和能源等領(lǐng)域。尤其是隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，信息交互量越來(lái)越大，作為安防通信、網(wǎng)絡(luò)通信及相關(guān)信號(hào)傳輸用途的電線電纜在國(guó)內(nèi)乃至全球都有巨大的應(yīng)用市場(chǎng)，高頻參數(shù)將影響其眾多的使用領(lǐng)域和效果.

高頻電子訊號(hào)在傳動(dòng)時(shí)由于基本材料電阻，產(chǎn)生訊號(hào)強(qiáng)度(電壓)降低以外，尚有因高頻引發(fā)的Impedance，導(dǎo)致電子訊號(hào)強(qiáng)度再被降低,基本電阻的衰減取決于導(dǎo)體材質(zhì)可稱直流衰減,電容電感的衰減取決于頻率高低可稱交流衰減，且頻率越高此衰減越嚴(yán)重；如果ATT數(shù)值越趨近于0時(shí)，表示訊號(hào)損耗的情況越少。反之，ATT數(shù)值越負(fù)(越小)時(shí)，表示訊號(hào)損耗的情況越嚴(yán)重.

常見的衰減參數(shù)的測(cè)試圖，Pass表示符合測(cè)試要求，NG表示測(cè)試數(shù)據(jù)異常

衰減/插入損失（α，Attenuation/Insertion Loss）

指輸出端功率（Pout）比入射端功率（Pint）降低了多少，以dB（分貝）來(lái)表示，也可以是指輸出電壓（Vout）與入射電壓（Vin）相比訊號(hào)損耗剩下多少，一般是用NA（網(wǎng)路分析儀）來(lái)量測(cè)，可由儀器直接量得，其公式如下：

單位長(zhǎng)度傳輸線的總衰減是中心導(dǎo)體的損失（αc）和介電材質(zhì)損失（αd）之和。

αc＝11.39*f1/2/Z0*(d+D) dB/m（f:GHz d,D:cm）

或αc＝4.34*f1/2/Z0*(d+D)dB/100ft（f:MHz d,D:inch）

αD＝90.96*f*Σr1/2*tan(δ) dB/m

或αD＝2.78*f*Σr1/2*tan(δ) dB/100ft δ為散逸系數(shù)

如果ATT數(shù)值越趨近于0時(shí)，表示訊號(hào)損耗的情況越少。反之，ATT數(shù)值越負(fù)（越?。r(shí)，表示訊號(hào)損耗的情況越嚴(yán)重。

衰減常數(shù)（參照電線電纜手冊(cè)一的數(shù)據(jù)說(shuō)明）

表示電磁波在均勻電纜上每公裡的衰減值，它由兩部分組成，

由于金屬導(dǎo)體中的損耗而產(chǎn)生的衰減；

由于介質(zhì)中損耗產(chǎn)生的衰減。

αn={[RLGL-ω-2LLCL+(RL+ω2LL2)(GL2+ωL -2C2)1/2]/2} 1/2

在低損耗近似中，上式可近似為：

αn=(RL/Z0+GL*Z0)/2

從兩個(gè)電壓比值奈培數(shù)到同一比值的dB數(shù)之間存在一個(gè)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換關(guān)係，如果兩個(gè)電壓的比值奈培數(shù)為rn，同樣電壓比值的dB數(shù)為rdB，由于它們等于相同的電壓比，所以可以得到：

10rdB/20=ern

rdB=rn*20loge=8.68*rn

所以傳輸線單位長(zhǎng)度的衰減dB/長(zhǎng)度為：

αdB=8.68αn=4.34(RL/Z0+GL*Z0)

注：αn表示衰減，為奈培/長(zhǎng)度

αdB表示衰減，為dB/長(zhǎng)度

RL表示導(dǎo)線單位長(zhǎng)度串聯(lián)電阻

CL表示單位長(zhǎng)度電容

LL表示單位長(zhǎng)度串聯(lián)回路電感

GL表示由介質(zhì)引起的單位長(zhǎng)度并聯(lián)電導(dǎo)

理論上，這雖是頻域中的衰減，但衰減卻與頻率沒(méi)有內(nèi)在聯(lián)系，然而事實(shí)上，在現(xiàn)實(shí)世界中，對(duì)于非常好的傳輸，由于趨膚效應(yīng)的影響，單位長(zhǎng)度串聯(lián)電阻隨著頻率的平方根增加；由于介質(zhì)損耗因數(shù)的影響，單位長(zhǎng)度并聯(lián)電導(dǎo)隨著頻率而增加，這意味著衰減也會(huì)隨著頻率的升高而增加，高頻率正弦波的衰減要大于低頻率的衰減。

單位元長(zhǎng)度損耗由兩部分組成，一部分是由導(dǎo)線損耗引起的衰減：αcond=4.34(RL/Z0),另一部分衰減與介質(zhì)材料損耗有關(guān)：αdiel=4.34(GL*Z0)，總衰減為：αdB=αcond＋αdiel

隨著頻率的升高，介質(zhì)引起衰減的增加速度要比導(dǎo)線引起衰減的增加速度快，那么會(huì)存在某一頻率，使得在這一頻率之上時(shí)介質(zhì)引起的衰減處于主導(dǎo)地位.

傳輸線上的信號(hào)損耗：

綜合以上信號(hào)損耗主要包括以下幾種：

阻性損耗、介質(zhì)損耗：信號(hào)以電磁波的形式在傳輸線中傳輸，在介質(zhì)中產(chǎn)生極化。介質(zhì)中的帶電粒子沿著電場(chǎng)方向規(guī)則排列，電荷的規(guī)則移動(dòng)消耗了能量。

相鄰耦合損耗：串?dāng)_的影響，信號(hào)的能量一部分耦合到響鈴的線上去，從而衰減了自身的能量。

反射損耗和輻射損耗等：反射的信號(hào)在傳輸線上來(lái)回傳輸，最終對(duì)信號(hào)的總能量構(gòu)成損耗；高頻信號(hào)以電磁波的形式輻射出PCB

在分析傳輸線損耗時(shí)，還應(yīng)注意：趨膚效應(yīng)；鄰近效應(yīng) ；表面粗糙度；復(fù)介電常數(shù) ；介質(zhì)損耗 ；隨頻率變化的阻抗特性和時(shí)延特性等，特別自身的損耗是高頻損耗的主要部分：主要是由導(dǎo)線自身的電阻所引起的損耗，在交流信號(hào)下，導(dǎo)線的阻抗會(huì)隨著頻率的變化而變化；走線的表面都會(huì)有一定的粗糙度，當(dāng)信號(hào)的波長(zhǎng)與走線層表明的粗糙度相近時(shí)會(huì)加劇阻性損耗，而且由于趨膚效應(yīng)的影響，高頻電流會(huì)集中在導(dǎo)體的表面，這會(huì)進(jìn)一步加劇導(dǎo)體的阻抗損耗，下面我們將分析這些損耗如何體現(xiàn)在傳輸線上面.

線纜的低衰減可歸于下列因素：

a.很大的中心導(dǎo)體直徑(d)或絕緣介電材質(zhì)的直徑。

介電材質(zhì)能防止高頻能量經(jīng)由電阻成份散逸而保存的能力.

介電材質(zhì)散逸系數(shù)越低, 代表其傳遞高頻能量之能力越高。

b.中心導(dǎo)體直徑或覆被低阻值。

c.低介電係數(shù)。

d.低的集膚效應(yīng)深度。

舉一個(gè)生活中的例子，熱水傳輸管道

問(wèn)題1：供熱水公司輸出熱水假設(shè)100°C，但實(shí)際接收單位肯定會(huì)有差異，在這個(gè)熱水傳輸過(guò)程中有發(fā)生明顯損耗.

問(wèn)題2：一杯熱水100°C，放置一個(gè)小時(shí)以后，可能就變成常溫的水，在這個(gè)放置過(guò)程中，水溫發(fā)生明顯損耗.

影響到熱水傳輸損耗的原因分析：

1.傳輸管道的壁厚（會(huì)影響保溫的時(shí)間）

2.傳輸管道的內(nèi)壁光潔度（會(huì)阻礙傳輸?shù)乃俣龋?/p>

3.傳輸管道的材質(zhì)（會(huì)影響保溫的時(shí)間）

4.傳輸水的速度 （速度直接影響水溫?fù)p耗的速度）

5.傳輸?shù)木嚯x（距離直接影響水溫?fù)p耗的速度）

6.外部環(huán)境的影響（會(huì)影響保溫的時(shí)間）

影響到線纜傳輸損耗的原因分析：

傳輸管道的壁厚（對(duì)比為芯線的皮厚）

傳輸管道的內(nèi)壁光潔度（對(duì)比為線材附著力不穩(wěn)定及芯線外觀不良粗糙）

傳輸管道的材質(zhì)（芯線的絕緣材質(zhì)）

傳輸水的速度（導(dǎo)體的大?。?/p>

傳輸?shù)木嚯x（測(cè)試線材的長(zhǎng)短）

外部環(huán)境的影響（測(cè)試的環(huán)境及線材的屏蔽效果(遮蔽率)）

線纜設(shè)計(jì)中關(guān)鍵點(diǎn)﹕

阻抗，絕緣外徑，導(dǎo)體外徑，屏蔽狀況

阻抗大；衰減小﹔

絕緣線徑大；阻抗大；衰減小﹔

導(dǎo)體直徑大；衰減小﹔

發(fā)泡度大；介電常數(shù)??；衰減小﹔

編織密度增加；衰減小﹔

編織+鋁箔結(jié)構(gòu)；衰減小﹔

鋁箔厚度增加；衰減小﹔

線纜生產(chǎn)過(guò)程中控制關(guān)鍵點(diǎn)﹕

芯線的皮厚偏??；衰減增大

附著力不穩(wěn)定及芯線外觀不良粗糙；衰減增大

芯線的絕緣材質(zhì)；介電常數(shù)小，衰減小

導(dǎo)體偏??；衰減大

測(cè)試線材的長(zhǎng)短；線長(zhǎng)衰減大測(cè)試的環(huán)境及線材的屏蔽效果(遮蔽率)；環(huán)境差；衰減大.

不同線種的應(yīng)用設(shè)計(jì)理論重點(diǎn)也不同，以下做簡(jiǎn)要數(shù)據(jù)羅列說(shuō)明

電線主要分為兩種，一種為同軸系列，一種為對(duì)絞系列

同軸線主要影響衰減的因素﹕阻抗﹑絕緣線徑﹑導(dǎo)體直徑﹑編織錠子數(shù)﹑每錠根數(shù)。

1) 阻抗增大；衰減減小﹔

2) 絕緣線徑增大；阻抗增大；衰減減小﹔

3) 導(dǎo)體直徑增大；衰減減小﹔

4) 發(fā)泡度增加；介電常數(shù)減?。凰p減小﹔

5) 外導(dǎo)體變化（編織）的影響

a) 編織密度增加；衰減減小﹔

b) 編織+鋁箔結(jié)構(gòu)；衰減減小﹔

c) 鋁箔厚度增加；衰減減小﹔

雙絞線主要影響衰減的因素﹕導(dǎo)體﹑絕緣介質(zhì)﹑絕緣線徑﹑對(duì)絞節(jié)距﹑對(duì)屏蔽松緊﹑對(duì)屏蔽厚度﹑成纜節(jié)距﹑總屏蔽﹑總屏蔽厚度﹑對(duì)內(nèi)延時(shí)差。

目前雙絞線的種類非常多，網(wǎng)線最為普遍，其它如HDMI，USB,DP等都為此類別

1) 導(dǎo)體

導(dǎo)體線徑大；衰減小﹔

導(dǎo)體絞合節(jié)距增大；衰減減小

導(dǎo)體絞合質(zhì)量差(起股﹑松散﹑不圓整等)；高頻衰減跳動(dòng)。

2) 絕緣介質(zhì)﹕發(fā)泡度增大；介電常數(shù)減?。凰p減小﹔

3) 絕緣線徑﹕絕緣線徑增大；阻抗增大；衰減減小﹔

4) 對(duì)絞節(jié)距﹕對(duì)絞節(jié)距增大；衰減減小﹔

5) 對(duì)屏蔽松緊

鋁箔繞包過(guò)緊；衰減增大﹔

鋁箔繞包緊；高頻衰減無(wú)跳動(dòng)﹔

鋁箔繞包過(guò)緊；高頻衰減跳動(dòng)﹔

鋁箔繞包松；高頻衰減有跳動(dòng)。

鋁箔繞包不平整；高頻衰減跳動(dòng).

衰減參數(shù)小結(jié)：以上所寫部分主要為理論知識(shí)，在實(shí)際制程中很少會(huì)根據(jù)這些公式來(lái)計(jì)算，在實(shí)際制中影響衰減的主要因素是阻抗，所以控制阻抗穩(wěn)定是非常重要一個(gè)環(huán)節(jié)，這就要求在做導(dǎo)體時(shí)注意OD穩(wěn)定、外觀美觀、無(wú)刮傷、凸起等會(huì)影響到阻抗的不良因素，對(duì)于芯線要求OD穩(wěn)定、同心度高、表面光滑美觀，絞線時(shí)要求絞距穩(wěn)定、收/放線張力平衡，對(duì)于外被要求押出時(shí)不能過(guò)緊過(guò)松。所以只有做好線的每一個(gè)工段，才能保證阻抗變化不大，才能保證衰減較好；在衰減計(jì)算參數(shù)的應(yīng)用里面一般有兩個(gè)系數(shù)比較重要，如下附表

02

眼圖—Eye Diagram

眼圖的基礎(chǔ)知識(shí)，眼圖大家都看過(guò)不少，現(xiàn)在不管是HDMI線，還是USB線，客戶都喜歡看看眼圖測(cè)試圖像，其實(shí)這也說(shuō)明，大家的品味高啦，從之前的完全不懂高頻，知道啦些最基本的判斷，其實(shí)眼圖的數(shù)字波形和普通的不一樣，并不是長(zhǎng)長(zhǎng)的一段波形，而是把很長(zhǎng)的一段波形，折疊成一個(gè)Bit的周期（unit interval）里面；隨著傳輸資料的數(shù)位化與高速化，硬體設(shè)計(jì)技術(shù)直接影響傳輸品質(zhì)的好壞，并且高密度電路板布線模式已成為數(shù)位產(chǎn)品的設(shè)計(jì)基淮，信號(hào)完整性將是產(chǎn)品兼容性測(cè)試所關(guān)注的交點(diǎn)，因而眼狀圖測(cè)試越發(fā)的重要.

眼圖實(shí)際的構(gòu)成圖形（JIAN的ATE學(xué)習(xí)筆記里面看到的圖形）

這樣做的好處，是可以更明顯地觀察到波形的差異。

如果我們簡(jiǎn)單波形的話，下面這兩個(gè)圖并沒(méi)有特別明顯的差異：

模型1的波形（JIAN分享的圖形）

模型2的波形（JIAN分享的圖形）

但看眼圖的話，差異就能看出來(lái)了：

模型1的眼圖（JIAN分享的圖形）

模型2的眼圖（JIAN分享的圖形）

眼圖（Eye Diagram） :訊號(hào)產(chǎn)生器（Patent Generator）可編輯一連續(xù)串的數(shù)碼節(jié)亂數(shù)編碼，輸入待測(cè)物來(lái)分析待測(cè)物在這些連續(xù)編碼的高頻效應(yīng)傳輸效應(yīng)下，因?yàn)楦哳l效應(yīng)的Skew/Rise Time/Impedance與Cross Talk，用TDR觀察交叉衍生的接收端訊號(hào)質(zhì)量，TDR所呈現(xiàn)出來(lái)的結(jié)果圖像稱為眼圖

在實(shí)際數(shù)字互連系統(tǒng)中，完全消除碼間串?dāng)_是十分困難的，而碼間串?dāng)_對(duì)誤碼率的影響目前尚無(wú)法找到數(shù)學(xué)上便于處理的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，還不能進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。為了衡量基帶傳輸系統(tǒng)的性能優(yōu)劣，在實(shí)驗(yàn)室中，通常用示波器觀察接收信號(hào)波形的方法來(lái)分析碼間串?dāng)_和噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響，這就是眼圖分析法。如果將輸入波形輸入示波器的Y軸，并且當(dāng)示波器的水平掃描周期和碼元定時(shí)同步時(shí)，適當(dāng)調(diào)整相位，使波形的中心對(duì)準(zhǔn)取樣時(shí)刻，在示波器上顯示的圖形很象人的眼睛，因此被稱為眼圖（Eye Map）.

眼圖是如何產(chǎn)生

二進(jìn)制信號(hào)傳輸時(shí)的眼圖只有一只“眼睛”，當(dāng)傳輸三元碼時(shí)，會(huì)顯示兩只“眼睛”。眼圖是由各段碼元波形疊加而成的，眼圖中央的垂直線表示最佳抽樣時(shí)刻，位于兩峰值中間的水平線是判決門限電平

在無(wú)碼間串?dāng)_和噪聲的理想情況下，波形無(wú)失真，每個(gè)碼元將重疊在一起，最終在示波器上看到的是跡線又細(xì)又清晰的“眼睛”“眼”開啟得最大。當(dāng)有碼間串?dāng)_時(shí)，波形失真，碼元不完全重合，眼圖的跡線就會(huì)不清晰，引起“眼”部分閉合。若再加上噪聲的影響，則使眼圖的線條變得模糊“眼”開啟得小了，因此“眼”張開的大小表示了失真的程度，反映了碼間串?dāng)_的強(qiáng)弱。由此可知，眼圖能直觀地表明碼間串?dāng)_和噪聲的影響，可評(píng)價(jià)一個(gè)基帶傳輸系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。另外也可以用此圖形對(duì)接收濾波器的特性加以調(diào)整，以減小碼間串?dāng)_和改善系統(tǒng)的傳輸性能.

描述眼圖的好壞，有以下這些參數(shù)：由于噪聲瞬時(shí)電平的影響無(wú)法在眼圖中得到完整的反映，因此，即使在示波器上顯示的眼圖是張開的，也不能完全保證判決全部準(zhǔn)確。不過(guò)，原則上總是眼睛張開得越大，實(shí)際判決越準(zhǔn)確。所以，還是可以通過(guò)眼圖的張開度來(lái)衡量和比較基帶信號(hào)的質(zhì)量，并以此為依據(jù)來(lái)調(diào)整信號(hào)在信道中的傳輸特性，使信號(hào)在通信系統(tǒng)信道中傳輸盡最大可能接近于最佳工作狀態(tài).

無(wú)失真及有失真時(shí)的波形及眼圖

無(wú)碼間串?dāng)_時(shí)波形；無(wú)碼間串?dāng)_眼圖

有碼間串?dāng)_時(shí)波形；有碼間串?dāng)_眼圖

眼圖重要性

因?yàn)橛嵦?hào)的頻率很高時(shí),如果傳輸路徑(PCB,cable,connector…等)的質(zhì)量不夠好,會(huì)造成訊號(hào)完整性被破壞,訊號(hào)的波形就會(huì)不好,這時(shí)要測(cè)試評(píng)估傳輸路徑的質(zhì)量夠不夠好,就要測(cè)眼圖。

眼圖的原理是用數(shù)百萬(wàn)個(gè)訊號(hào)打進(jìn)待測(cè)物,再用示波器來(lái)接收,并將每個(gè)量到的訊號(hào)重復(fù)迭在一起就成了眼圖.,當(dāng)訊號(hào)很完整時(shí),眼圖的眼睛會(huì)張很開,代表待測(cè)物的質(zhì)量很好,但當(dāng)訊號(hào)通過(guò)質(zhì)量不好的待測(cè)物時(shí),訊號(hào)完整性被破壞,則所得的眼圖會(huì)是比較閉起的,或根本看不到眼睛.

眼圖最終注重的是線材的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，RL測(cè)試及阻抗值的量測(cè)最為重要

03

串音（Xtalk，Cross talk）

串音主要分為近端串音和遠(yuǎn)端串音兩大類;它們的峰值定義為,近端串音係數(shù)NEXT和遠(yuǎn)程串音係數(shù)FEXT;其中Vin為動(dòng)態(tài)線中信號(hào)電壓;Vnear和Vfar為靜態(tài)線上近端和遠(yuǎn)端測(cè)得的串音電壓.

計(jì)算公式如下(串音—Cross Talk 單位—dB)

一對(duì)訊號(hào)線傳輸時(shí)的高頻電容電感效應(yīng)與 Impedance匹配效應(yīng)，產(chǎn)生對(duì)相鄰訊號(hào)線造成的干擾現(xiàn)象。

NEXT(Near End Cross Talk)---近端串音，發(fā)生在傳輸源一端的串音現(xiàn)象

FEXT(Far End Cross Talk)---遠(yuǎn)端串音，發(fā)生在接收一端的串音現(xiàn)象

dB=20 Log(V1/V0)

V1-相鄰訊號(hào)線檢出電壓

V0-原訊號(hào)源輸出電壓

兩線路之間互相干擾的電磁雜訊，一般會(huì)隨著頻率之昇高而增加。

其量測(cè)可以NA或TDR來(lái)量測(cè)，其計(jì)算公式如下：

如果Xtalk數(shù)值越趨近于0 dB(or近100%)時(shí)，表示雜訊干擾的情況越嚴(yán)重，反之，Xtalk dB數(shù)值越大(or近0%)時(shí)，表示雜訊干擾的情況越少

實(shí)際量測(cè)中的串音測(cè)試圖形

SSN（同步開關(guān)噪音）

開關(guān)噪音由差分對(duì)間的感性耦合引起,當(dāng)傳輸線上電流變化時(shí),會(huì)在鄰近的傳輸線上耦合出感 應(yīng)電壓,并激起感應(yīng)電流,對(duì)鄰近傳輸線上的信號(hào)產(chǎn)生干擾.

解決方式：

由于差分信號(hào)的特性,可以激勵(lì)差分對(duì)進(jìn)入奇模模態(tài),在此模態(tài)下, 差分對(duì)本身對(duì)耦合噪音有很好的抑制作用.另外可以通過(guò)對(duì)線包鋁箔屏蔽來(lái)減弱對(duì)其他鄰近差分對(duì)的干擾.

在高頻通信中,我們更關(guān)心的是串音干擾而不是SSN；串音干擾是相鄰傳輸線對(duì)內(nèi)或?qū)﹂g由于寄生電感,電容耦合產(chǎn)生的噪音；對(duì)傳輸線上的信號(hào)影響很大；必須加以控制；否則會(huì)引起信號(hào)波形的嚴(yán)重失真,導(dǎo)致接收端誤判斷.

串音產(chǎn)生原理

串音干擾可以從電容電感耦合角度去理解,也可以從差分信號(hào)和共模信號(hào)分量角度去理解.

耦合角度描述：

當(dāng)動(dòng)態(tài)線上有信號(hào)通過(guò)時(shí),在信號(hào)的上升延區(qū)域(即電壓電流變化的區(qū)域).由于線對(duì)間的互感和互容的耦合作用，在靜態(tài)線上將感應(yīng)出電流,由于噪音電流在靜態(tài)線上每個(gè)方向上感受到的阻抗都相同,所以前向和后向的電流量將相等. 其中一半向后流回到近端,產(chǎn)生近端串音;另一半向前流動(dòng)到遠(yuǎn)程,產(chǎn)生遠(yuǎn)程串音.

舉例分析串音產(chǎn)生的機(jī)理和改善方式

管道裡的水向前流,過(guò)程中由于管道孔徑或管道有凸起物等諸多因素讓水流的速度發(fā)生有不穩(wěn)定的現(xiàn)象,但是當(dāng)?shù)竭_(dá)終點(diǎn)接收端后,有個(gè)穩(wěn)定的接收后,其輸入的水流將達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài),但是在過(guò)程中仍有由于遇到障礙而往后流的水流向供水端,這段額外的阻止時(shí)間為延時(shí)TD,近端串音就是水流從不穩(wěn)定額外的阻止時(shí)間并持續(xù)2*TD的時(shí)間，如下圖解說(shuō)：

當(dāng)兩條傳輸線靠近時(shí)，互容和互感將增加，從而使NEXT增加）近端串音：

當(dāng)信號(hào)前沿傳輸了一個(gè)飽和長(zhǎng)度后,近端的電流將達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值；而當(dāng)動(dòng)態(tài)線上的信號(hào)到達(dá)遠(yuǎn)端端接電阻后；就不再有耦合噪音電流,但是靜態(tài)線上還有后向電流流向靜態(tài)線的近端,這段額外時(shí)間等于時(shí)延TD.；近端串音就是耦合電流上升到一個(gè)恒定值并持續(xù)2*TD,然后下降到0,其中上升時(shí)間等于信號(hào)的上升時(shí)間，如下圖解說(shuō)

遠(yuǎn)程串音：耦合到靜態(tài)線上前向傳播的噪音,移動(dòng)速度與動(dòng)態(tài)線上的信號(hào)前沿向遠(yuǎn)端傳播的速度相同.在靜態(tài)線上的每一步,一半噪音電流會(huì)迭加在已經(jīng)存在的沿線噪音上.直到信號(hào)前沿到達(dá)遠(yuǎn)端,才有電流出現(xiàn).即信號(hào)達(dá)到遠(yuǎn)端時(shí),遠(yuǎn)端噪音同時(shí)到達(dá).因此遠(yuǎn)端噪音電流為一個(gè)很短的負(fù)向脈衝,持續(xù)時(shí)間等于信號(hào)的上升時(shí)間TD.近端和遠(yuǎn)端串音的特徵,決定了遠(yuǎn)端串音將在高頻率段產(chǎn)生很大威脅,而近端串音則在中頻率段影響較大.

從差分信號(hào)分量和共模信號(hào)分量角度描述:

近端串音：

差分信號(hào)分量和共模信號(hào)分量在差分對(duì)上所感受到的阻抗不同,這 一阻抗上的差異將導(dǎo)致,靜態(tài)線產(chǎn)生近端串音.若阻抗上的這一差異越大則NEXT將越大.

遠(yuǎn)程串音：

由于共模信號(hào)分量和差分信號(hào)分量電力線分佈不同,所感受到的有效介電係數(shù)不同,導(dǎo)致它們的傳播速度不同.差分信號(hào)分量將先到達(dá)遠(yuǎn)端,而共模信號(hào)分量稍晚點(diǎn)到達(dá)遠(yuǎn)端.它們的差值將導(dǎo)致遠(yuǎn)程串音,若這一速度差異越大將導(dǎo)致遠(yuǎn)端串音能量越大,FEXT越大

減小串音的方法；保證線材的均勻性和對(duì)稱性,使電容均勻穩(wěn)定是控制串音的基礎(chǔ).減小串音最根本最經(jīng)濟(jì)的途徑是增加鄰近線對(duì)間的距離,使它們儘量脫離耦合作用范圍.但是實(shí)際制程上,這一方式受到線材結(jié)構(gòu),加工和客戶要求的限制；在實(shí)際制程允許的情況下,儘量加大鄰近線間的距離（如：CAT6的十字隔,排線等結(jié)構(gòu)）.

設(shè)計(jì)絞距差

當(dāng)多對(duì)線同時(shí)開關(guān)時(shí),對(duì)同一根靜態(tài)線的串音噪音將會(huì)疊加,幅度加大,很可能超出噪音容限.因此,設(shè)計(jì)不同的絞距（CAT5-6都有使用）,使不同線產(chǎn)生的噪音錯(cuò)位,可以削弱串音的疊加. 但此方法在高頻段作用不大,反而會(huì)影響線間的延時(shí)差.因此,此方式適合中低頻,而不適合高頻段.

增加屏蔽

屏蔽原理：通過(guò)將屏蔽導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流（渦流）接地,吸收串音

能量.沒(méi)有被吸收的能量將在屏蔽導(dǎo)體和信號(hào)線間來(lái)回反射最終吸收.

屏蔽效果：

a.鋁箔屏蔽：效果受重疊率的影響,通常需要達(dá)到25%以上.鋁箔包的松與緊對(duì)屏蔽影響也很大.

松：易彎曲變形,產(chǎn)生空隙,導(dǎo)致電磁洩露,產(chǎn)生干擾;并使轉(zhuǎn)移阻抗突變,引起反射和衰減問(wèn)題;還會(huì)使差分信號(hào)分量和共模信號(hào)分量的傳播速度差異加大,導(dǎo)致遠(yuǎn)端串音增加.

緊：容易拉斷鋁箔,影響生產(chǎn);太緊會(huì)壓傷發(fā)泡絕緣.引起電容突變.

b.編織屏蔽：外層編織屏蔽效果受到遮蔽率影響,越高越好,但成本也會(huì)增.

設(shè)計(jì)制程關(guān)鍵點(diǎn)﹕

1.絕緣芯線﹑對(duì)絞芯線的對(duì)稱性

2.對(duì)絞節(jié)距的大小﹑對(duì)絞節(jié)距的配合

3. 絕緣芯線的偏心﹑橢圓﹑線徑不均勻

4.對(duì)絞芯線的對(duì)稱性，2根芯線的放線張力不均及節(jié)距不均勻﹔

5. 對(duì)絞節(jié)距的大小﹕節(jié)距減?。淮粼龃螬r節(jié)距增大；串音減小。

6. 對(duì)絞節(jié)距的配合

串音的秘密

串音干擾由于相鄰線間的耦合產(chǎn)生.耦合度越高,串音干擾越大;頻率越高,串音干擾越大;電容穩(wěn)定性越差,串音越嚴(yán)重;此外,低特性阻抗有利于低串音,絕緣材料介電係數(shù)越小,串音越低.只有對(duì)理論,制程、加工、成本、規(guī)范客戶要求整體把握,才能做好線材開發(fā).對(duì)于開發(fā)工程師而言,需要熟悉制程中的每個(gè)細(xì)節(jié),不能只局限于理論.

04

阻抗（Impedance）

將傳輸線始端的輸入阻抗簡(jiǎn)稱為阻抗;將信號(hào)隨時(shí)遇到的及時(shí)阻抗稱為瞬時(shí)阻抗

如果傳輸線具有恒定不變的瞬時(shí)阻抗，就稱之為傳輸線的特性阻抗;和電阻，電容，電感一樣，傳輸線也是一種理想的電路元件，但是其特性卻大不相同，用于仿真效果較好，但電路概念卻比較復(fù)雜;依傳輸?shù)挠嵦?hào)型式不同，量測(cè)出的阻抗可分為以下三種：

一.單端阻抗 Zse (Single Ended)

二.差動(dòng)阻抗 Zdiff (Differential Mode)

三.同模阻抗 Zcom (Common Mode)

1.Single end(單端式):

優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單的信號(hào)處理、線材低成本(COAXIAL除外，成本較高)

缺點(diǎn)：工作電壓較高、高頻易干擾(COAXIAL除外，最不受干擾)

2.Common mode(共/同模)：

基本上同模傳輸是用以模擬雜訊或做為量測(cè)線材平衡特性的用途，

并不用在一般的信號(hào)傳輸

3.Differential mode(差分/差動(dòng))：

優(yōu)點(diǎn)：低電壓、有抵消同模雜訊的功能 (高頻性能/價(jià)格比，最優(yōu))

缺點(diǎn)：信號(hào)處理成本較高

一般而言儀器的端口是以單端50Ω的阻抗最為常見。如欲以NA量測(cè)“差分訊號(hào)”時(shí)，需經(jīng)由Bulan轉(zhuǎn)換將NA的“單端訊號(hào)”轉(zhuǎn)換成差分訊號(hào)。TDR的“單端訊號(hào)”轉(zhuǎn)成“差分訊號(hào)”或“同模訊號(hào)”時(shí)，只需設(shè)定儀器端口即可。

什么是特征阻抗?

特征阻抗是對(duì)于交流信號(hào)(或者說(shuō)高頻信號(hào))來(lái)說(shuō)的.

特征阻抗就屬于長(zhǎng)線傳輸中的一個(gè)概念。信號(hào)在傳輸線中傳輸?shù)倪^(guò)程中，在信號(hào)到達(dá)的一個(gè)點(diǎn)，傳輸線和參考平面之間會(huì)形成電場(chǎng)，由于電場(chǎng)的存在，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬間的小電流，這個(gè)小電流在傳輸線中的每一點(diǎn)都存在。同時(shí)信號(hào)也存在一定的電壓，這樣在信號(hào)傳輸過(guò)程中，傳輸線的每一點(diǎn)就會(huì)等效成一個(gè)電阻，這個(gè)電阻就是我們提到的傳輸線的特征阻抗.。

信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中，如果傳輸路徑上的特性阻抗發(fā)生變化，信號(hào)就會(huì)在阻抗不連續(xù)的結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生反射;影響特性阻抗的因素有：介電常數(shù)、介質(zhì)厚度、線寬、銅箔厚度；現(xiàn)實(shí)的線路不可能做到完成匹配，故訊號(hào)在線路中傳輸是一連串的穿透(吸收)及反射的結(jié)果,傳輸線對(duì)走線上信號(hào)的影響主要是：傳輸線的分布電容 、分布電感以及介質(zhì)對(duì)傳輸?shù)碾姶挪ǖ挠绊懙?

特性阻抗是由d, D,Σr 所決定b. 特性阻抗和長(zhǎng)度無(wú)關(guān),如果測(cè)試的頻率大于1MHz,特性阻抗與頻率幾乎無(wú)關(guān).c. 僅減小d, 特性阻抗增加d. 僅減小D, 特性阻抗減小e. 僅減小Σr ,特性阻抗增加.d=中心導(dǎo)體的直徑(m) D=外部導(dǎo)體或覆被的內(nèi)徑(m)Σr =絕緣材質(zhì)的介電系數(shù)

同軸結(jié)構(gòu)的線材影響阻抗的因素﹕介電常數(shù)﹔絕緣線徑﹔導(dǎo)體線徑。

1) 介電常數(shù)是材料本身固有的﹐不同的材料具有不同的介電常數(shù)。

可通過(guò)發(fā)泡度的大小來(lái)改變介電常數(shù)的大小﹐即發(fā)泡度增大—介電常數(shù)減小—阻抗增大﹔發(fā)泡度不均勻—介電常數(shù)不均勻—阻抗不均勻。

2) 絕緣線徑﹕絕緣線徑增大—阻抗增大﹔絕緣線徑不均勻—阻抗不均勻。

3) 導(dǎo)體線徑: 導(dǎo)體線徑增大—阻抗減小﹔導(dǎo)體線徑不均勻—阻抗不均勻。

設(shè)計(jì)改善:阻抗偏小,加大線徑或加大發(fā)泡度

工藝改善:水中電容調(diào)小,對(duì)絞時(shí)注意防止芯線變形,同軸編織時(shí)注意張力調(diào)節(jié)等.

對(duì)絞版本結(jié)構(gòu)線材影響阻抗的因素﹕

?

介電常數(shù)﹔絕緣線徑﹔導(dǎo)體線徑﹔對(duì)絞節(jié)距﹔繞包松緊(對(duì)屏蔽)﹔成纜節(jié)距﹔成纜包帶松緊﹔編織的松緊﹔外被的松緊。

發(fā)泡度:發(fā)泡度增大—介電常數(shù)減小—阻抗增大﹔發(fā)泡度不均勻—介電常數(shù)不均勻—阻抗不均勻。

絕緣線徑﹕絕緣線徑增大—阻抗增大﹔絕緣線徑不均勻—阻抗不均勻。

導(dǎo)體線徑: 導(dǎo)體線徑減小—阻抗增大。

對(duì)絞節(jié)距﹕

a)非屏蔽線對(duì)﹕對(duì)絞節(jié)距減小—阻抗減小﹔

b)屏蔽線對(duì)﹕對(duì)絞節(jié)距增大—阻抗減小﹔

繞包﹕繞包張力大—鋁箔緊—阻抗小。

成纜節(jié)距(非對(duì)屏蔽)﹕成纜節(jié)距減小—阻抗減小。

成纜包帶(非對(duì)屏蔽) ﹕成纜包帶緊—阻抗減小。

編織的松緊(非對(duì)屏蔽) ﹕編織緊—阻抗減小。

外被的松緊(非對(duì)屏蔽) ﹕外被緊—阻抗小。

阻抗并不難

電纜的特性阻抗是一個(gè)復(fù)雜的特性，它是由電纜的各種物理參數(shù)如：電感、電容、電阻的值決定的。而這些值又取決于導(dǎo)體的形狀、同心度、導(dǎo)體之間的距離以及電纜絕緣層的材料。阻抗的突變會(huì)造成信號(hào)的反射而使信號(hào)傳輸時(shí)發(fā)生變化，導(dǎo)致錯(cuò)誤，所以如何保證線纜在生產(chǎn)過(guò)程中的穩(wěn)定性是生產(chǎn)控制的重點(diǎn).

05

傳播延遲時(shí)間(Delay)

在訊號(hào)在傳輸線上，由輸入端號(hào)到達(dá)接收端所需要的時(shí)間，依訊號(hào)型式可分為：

一.單端延遲 (Single Ended Delay)

二.差動(dòng)延遲 (Differential Mode Delay)

三.同模延遲 (Common Mode Delay)

典型的延時(shí)測(cè)試圖形

延遲常見問(wèn)題匯總

1)2根對(duì)絞芯線不均勻(導(dǎo)體﹑絕緣)；對(duì)內(nèi)延時(shí)差偏大﹔

2)2根對(duì)絞芯線發(fā)泡度不均勻—對(duì)內(nèi)延時(shí)差偏大﹔

3)對(duì)絞節(jié)距不同—對(duì)內(nèi)延時(shí)差不同﹔

4)對(duì)絞放線張力不一致—對(duì)內(nèi)延時(shí)差偏大﹔

影響對(duì)間延時(shí)差的因素

對(duì)絞節(jié)距﹑成纜放線張力

1)對(duì)絞節(jié)距不同—對(duì)間延時(shí)差不同﹔

2)成纜放線張力不一致—對(duì)間延時(shí)差不同

06

傳播延遲差(SKEW)

是指在不同的訊號(hào)線上，訊號(hào)到達(dá)接收端的時(shí)間差，也就是Delay的差值，

典型的延時(shí)差異測(cè)試圖形

常見的Delay可分為二種：

一.差分對(duì)內(nèi)延遲差(Inter-pair Skew)，是指輸入差分訊號(hào)下，同一對(duì)線內(nèi)兩導(dǎo)體線之Single-end Delay的差值(相減)；是在TDR上設(shè)定Differential訊號(hào)，一次直接可以量得.

二.差分對(duì)間延遲差(Inter-pair Skew)，是指不同對(duì)線間之Differential Delay的差值(相減)，（差分）對(duì)間延遲差(Inter-pair Skew)，是指不同對(duì)線間之Differential Delay相減；是分2次以上量測(cè)再計(jì)算得到的.

位(時(shí))差-- SKEW 單位 ps/ns

LVDS 是靠+/-一對(duì)訊號(hào)線在做訊號(hào)傳輸訊號(hào)是成雙成對(duì)的，若其中一根線較長(zhǎng)或其他高頻效應(yīng)使訊號(hào)跑得不等速，造成訊號(hào)在接收端接收的訊號(hào)重組時(shí)造成還原錯(cuò)誤的現(xiàn)象。

同一對(duì)訊號(hào)線產(chǎn)生的稱Intra Skew

不同對(duì)訊號(hào)線產(chǎn)生的稱Inter Skew

關(guān)于SKEW

如果Delay Skew數(shù)值越小時(shí)，表示訊號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間差越小，線材的傳輸特性較一致。反之，Delay Skew數(shù)值越大時(shí)，表示訊號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間差越多，線材的傳輸特性較不一致.

07

回路損失(Return Loss)

回路損失是由于電纜結(jié)構(gòu)及相關(guān)連接部件的阻抗變化引起的信號(hào)衰減，這些變化致使信號(hào)反射回信源，在低頻時(shí)，回路損失的影響較小，但在頻率高于50MHZ時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生很大的影響，對(duì)于高清視頻系統(tǒng)，頻率會(huì)達(dá)到1500MHZ及以上，這時(shí)候，回路損失就會(huì)成為主要的甚至關(guān)鍵的因素，因此，回路損失在高清系統(tǒng)性能的測(cè)試和檢驗(yàn)中成為一個(gè)關(guān)鍵的考量.

反射系數(shù):反射系數(shù)描述了反射回源端的那部分電壓與入射電壓的比值.反射的信號(hào)量由瞬態(tài)阻抗的變化量決定.變化量越大,反射信號(hào)量就越大.只要信號(hào)遇到瞬態(tài)阻抗突變,反射就會(huì)發(fā)生.這可能是在線末端、或者是互連線拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的任何地方、比如拐角、過(guò)孔、T形結(jié)構(gòu)、接插件和封裝處等.

電纜上的反射信號(hào)的測(cè)量涉及到兩種方法，一種是回路損失（RL），另一種是結(jié)構(gòu)回路損失（SRL），它與回路損失相似，但是測(cè)量方法不一樣,SRL從輸入阻抗中得出，RL從終端阻抗掃描中得出，兩者相比，回路損失是一種更準(zhǔn)確測(cè)量反射的方法,在現(xiàn)實(shí)世界中，我們不能很好地使設(shè)備的輸入和輸出匹配結(jié)構(gòu)悔路損失會(huì)是平均線纜輸入阻抗不匹配無(wú)效，不是一種實(shí)際測(cè)量方法，回路損失，設(shè)定一個(gè)特定的阻抗（75歐）不考慮實(shí)際的線纜及設(shè)備，是更合適的測(cè)量方法.

今天我們主要講述回路損失，它是描述由于設(shè)計(jì)，生產(chǎn)，加工電纜時(shí)的差錯(cuò)所引起的信號(hào)損失，回路損失值越高越好.

典型的延時(shí)差異測(cè)試圖形

為什么要測(cè)試RL

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)世界中，我們有詳盡的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定怎樣去測(cè)量和檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)特性，檢測(cè)的結(jié)果使得終端用戶在開機(jī)前的系統(tǒng)特性得到保障，現(xiàn)階段，我們沒(méi)有這些檢驗(yàn)和一系列的測(cè)試，更別說(shuō)數(shù)字或高清系統(tǒng)設(shè)備，然而隨著信號(hào)帶寬的加大，數(shù)據(jù)速率的持續(xù)提高，這些檢測(cè)變得更加關(guān)鍵和重要，和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)世界相似，我們不僅要測(cè)試加工中的視頻線纜，還要測(cè)試“鏈路特性”，也就是說(shuō)，所有的無(wú)源器件，像線纜連接件，饋路，接插件等等，回路損失是檢驗(yàn)高頻數(shù)字和高清鏈路特性的一種最直接的發(fā)法.

是什么引起RL

線纜上的阻抗變化引起RL，因此，任務(wù)影響的阻抗公差都會(huì)影響電路損失，還包括視頻電纜的基本結(jié)構(gòu)，中心導(dǎo)體的成分，生產(chǎn)時(shí)絕緣材料的選擇，屏蔽材料和方式的選擇，外被印字也會(huì)影響回路損失.

連接件和其它的無(wú)源器件像饋路，連接頭、接插件~~~？甚至輸入輸出設(shè)備的連接件的選擇都會(huì)對(duì)RL產(chǎn)生很大的影響，在加工的過(guò)成中，對(duì)線纜的回路損失也會(huì)造成影響，彎曲半徑和拉力是經(jīng)常被線纜操作員忽視的因素，這些和其它影響回路損失的因素將會(huì)在后面一一討論.

如果RL 數(shù)值越趨近于0 時(shí)，表示訊號(hào)反射的情況越嚴(yán)重，反之，RL 數(shù)值越負(fù)(越小)時(shí)，表示訊號(hào)反射的情況越少；回路損失是指信號(hào)在傳輸線上傳輸時(shí),其反射回來(lái)的信號(hào)量的大小.反射越小，RL值越大。完全匹配時(shí)為“-∞”，Open / Short 則為“0 ”

為什么要擔(dān)心RL？

高清把我們帶進(jìn)一個(gè)少視頻多射頻的世界，實(shí)際上，一個(gè)非壓縮的高清視頻信號(hào)（帶寬高于1500MHZ）是一個(gè)更多的射頻信號(hào)，因此，許多傳輸線的理論適用于視頻信號(hào)，現(xiàn)在一張單一的非壓縮的高清視頻圖象信號(hào)的帶寬超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)多信通有線電視/寬帶信號(hào)，而卻，高清系統(tǒng)的寬帶限制經(jīng)常高于傳輸信通頻率，如此高的頻率，新的檢驗(yàn)方法必須是必要的.

影響回波損耗的設(shè)計(jì)考量因素﹕反射是指訊號(hào)在傳輸線中傳輸時(shí)，如果遇到阻抗的變化就會(huì)產(chǎn)生反射，即部分訊號(hào)將沿著原來(lái)的傳播方向繼續(xù)傳播，而另外一部分訊號(hào)（已失真）仍延原方向傳輸.回路損失衡量的是訊號(hào)在傳輸線上傳輸時(shí)，其反射回來(lái)的訊號(hào)量的大小，反射越小，RL值越大.*注重的是結(jié)構(gòu)的定性.

1.中心導(dǎo)體直徑不穩(wěn)定

2.絕緣介電材質(zhì)的直徑變化

3.絕緣介電材質(zhì)或覆被的斷裂或缺陷

4.因連結(jié)到裸線的組接頭過(guò)多所形成的二次反射或多次反射之影響.

5.裸線組裝頭中的元件接觸不良或有空隙

6.絞距不穩(wěn)定

7.外表押出時(shí)過(guò)緊或過(guò)松。

8.對(duì)絞或總絞放線張力不平衡,造成線有松有緊

影響回波損耗的制程因素﹕

導(dǎo)體均勻性﹑絕緣均勻性﹑發(fā)泡度均勻性﹑結(jié)構(gòu)尺寸均勻性。

1) 導(dǎo)體直徑不均勻﹑導(dǎo)體有彎﹑導(dǎo)體不圓﹔

2) 絕緣芯線偏心﹑橢圓﹑線徑不均勻﹔

3) 發(fā)泡度不均勻﹔

4) 編織與外被的松緊也可引起回波的產(chǎn)生﹔工藝改善: 芯線制做均勻,導(dǎo)體圓整度,絕緣偏心度,收放線張力穩(wěn)定

更多補(bǔ)充訊息

中心導(dǎo)體

如果中心導(dǎo)體的規(guī)格不對(duì)或者規(guī)格隨機(jī)改變（不均勻）這將會(huì)影響到特性阻抗和回路損失，導(dǎo)體不在中心或者隨機(jī)變化都會(huì)影響回路損失，放線軸不圓導(dǎo)致規(guī)格持續(xù)變化，這是偶然性的變化，這在前面講到過(guò)。

絕緣

當(dāng)絕緣在導(dǎo)體上壓出時(shí)，有很多因數(shù)可以影響到阻抗和回路損失。比如設(shè)計(jì)阻抗時(shí)尺寸和速度變化不當(dāng)都回影響阻抗和回路損失。

發(fā)泡能獲得較低的介電常數(shù)，但如果太柔軟甚至彎曲一下，線纜中心導(dǎo)體便會(huì)挪位。在這種情況下就會(huì)發(fā)生回路損失，線纜的特性阻抗也會(huì)與希望值發(fā)生偏差。

屏蔽

高頻線纜的屏蔽經(jīng)常用鋁箔和編織相結(jié)合，從100kHZ到10MHZ編織是有效的。從10MHZ到1GHZ范圍內(nèi)，鋁箔屏蔽是有效的，然而，如果編織的遮蔽率太低，這就包不住鋁箔。這種影響叫做“ballooning”會(huì)影響阻抗和回路損失，只要保持遮蔽率較高至少90%“ballooning”會(huì)減少，然而線纜生產(chǎn)廠家購(gòu)買的整套的包括很多輪子和齒輪的編織機(jī)是偶然性的不連續(xù)和隨機(jī)變化是阻抗和回路損失的很大來(lái)源.

外被

雖然外被押出時(shí)對(duì)回路損失的影響很小，甚至沒(méi)有，但印字輪（在線纜上印上有關(guān)信息）會(huì)有一些問(wèn)題，印字輪會(huì)在線纜的一邊施加壓力，這可能破壞線纜里面的結(jié)構(gòu)尺寸.

加工組裝過(guò)程因素較多，需要看具體的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)分析，一般而言，穩(wěn)定的線材余量不會(huì)有太大的變量.

回?fù)p早知道

回路損失（RETURN LOSS）RL是回波損耗的簡(jiǎn)稱，是數(shù)字電纜產(chǎn)品的一項(xiàng)重要指標(biāo)，電纜鏈路由于阻抗不匹配所產(chǎn)生的反射，是一對(duì)線自身的反射。不匹配主要發(fā)生在連接器的地方，但也可能發(fā)生于電纜中特性阻抗發(fā)生變化的地方，所以施工的質(zhì)量是減少回波損耗的關(guān)鍵。回波損耗將引入信號(hào)的波動(dòng)，返回的信號(hào)將被雙工的千兆網(wǎng)誤認(rèn)為是收到的信號(hào)而產(chǎn)生混亂.

08

絕緣介電系數(shù)

素材準(zhǔn)備（一些常見物質(zhì)的介電系數(shù)）:

素材準(zhǔn)備（一些常見物質(zhì)的導(dǎo)磁系數(shù)）:

介電常數(shù)(Dielectric Constant): 介電常數(shù)定義為電力線密度與電場(chǎng)強(qiáng)度的比值，在dielectric material(一般用的塑膠)中，介電常數(shù)越小，電容的效應(yīng)越小，電磁波通過(guò)的速率越快，目前測(cè)量介電常數(shù)的方法主要有集中電路法、傳輸線法、諧振法、自由空間波法等等，其中，傳輸線法、集中電路法、諧振法等屬于實(shí)驗(yàn)室測(cè)量方法，測(cè)量通常是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，要求具有相應(yīng)的樣品采集技術(shù)，另外對(duì)于已知介電常數(shù)材料發(fā)泡后的介電常數(shù)通常用經(jīng)驗(yàn)公式得到，量測(cè)的方法如下:

導(dǎo)電系數(shù)( conductivity)

物質(zhì)導(dǎo)電的能力，導(dǎo)電系數(shù)越大，電阻越小，相當(dāng)于機(jī)械方面的IACS係數(shù).

Velocity：電磁波在介質(zhì)內(nèi)的傳輸速度取決于介質(zhì)的介電系數(shù)（permittivity）,及導(dǎo)磁系數(shù)（permeability），如下式:

在真空中：

可見電磁波在真空中是以光速在前進(jìn)，假如電磁波在介質(zhì)中傳播，我們必需知道介質(zhì)的相對(duì)介電系數(shù)及相對(duì)導(dǎo)磁系數(shù)，以推算電磁波在介質(zhì)內(nèi)的傳遞速度，舉例而言，電磁波在SCSI Cable 內(nèi)的傳遞速度為：（選用發(fā)泡PE絕緣材料，介質(zhì)系數(shù) 2.3，銅導(dǎo)體的導(dǎo)磁系數(shù) 1）

介質(zhì)的導(dǎo)電說(shuō)明

在低頻時(shí)，介質(zhì)的導(dǎo)電率低，故其流經(jīng)的電流很小，然而，在高頻時(shí)，介質(zhì)內(nèi)會(huì)被導(dǎo)入電流而有損耗，低頻看導(dǎo)體，高頻看絕緣，就是這樣來(lái)分析而來(lái)的語(yǔ)句，在部分用在基站，有多種設(shè)備間的相互干擾的時(shí)候，介質(zhì)的影響也是存在的，由于導(dǎo)體對(duì)導(dǎo)體會(huì)形成多種磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)散逸在空氣中或介質(zhì)而會(huì)損失能量，也就是EMI中的輻射干擾(另一種是經(jīng)由電流影響其他裝置的傳導(dǎo)干擾)，這能量若耦合到其它裝置就造成干擾，若輻射損耗要小，則屏蔽效果要做好，在部分測(cè)試屏蔽阻抗的要求的線材時(shí)候，會(huì)更多考慮絕緣介質(zhì)的影響.

現(xiàn)今介電常數(shù)的影響也更多的讓研發(fā)重視，其對(duì)應(yīng)的測(cè)量技術(shù)現(xiàn)在正在不斷進(jìn)步和日益完善，不同的工程要求和實(shí)驗(yàn)環(huán)境要有具體的選擇物料的方法，不可以照葫蘆畫瓢，生搬硬套，可以DOE階段進(jìn)行多種驗(yàn)證.

09

其它參數(shù)匯總說(shuō)明

頻域 Frequency Domain：以訊號(hào)的傳輸頻率來(lái)描述訊號(hào)特性

時(shí)域 Time Domain：以一個(gè)訊號(hào)的傳輸時(shí)間來(lái)描述訊號(hào)特性

頻域應(yīng)用計(jì)算在訊號(hào)傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)，一個(gè)訊號(hào)具體傳輸波長(zhǎng)，與傳輸數(shù)率與介質(zhì)的介電係數(shù)有關(guān)，簡(jiǎn)單記法是頻率1G時(shí)波長(zhǎng) =30公分(真空中速率)，除以介電係數(shù)就是在當(dāng)量材質(zhì)的傳輸波長(zhǎng)。

時(shí)域在高頻應(yīng)用在評(píng)估傳輸?shù)挠嵦?hào)品質(zhì)，頻率1G 的訊號(hào)時(shí)間是1 ns=1000ps

增益 ---Gain 單位 dB

自然界沒(méi)有不借助外力而能將一個(gè)單量進(jìn)行放大的能力，外力的來(lái)源分幾何方式與外加能源方式兩大類。幾何方式就是以增加長(zhǎng)度、面積或體積，如天線加長(zhǎng)或加大電波截?cái)嗝娣e來(lái)達(dá)到訊號(hào)收集放大；外加能源方式運(yùn)用在電子電路用電晶體(三極體)真空管或用Relay以小訊號(hào)控制大電流或?qū)⒂嵦?hào)放大。

以電子信號(hào)連續(xù)性分有 Analog類比式

Digital數(shù)碼式

Analog ---傳統(tǒng)自然界存在的訊號(hào)模式，具有連續(xù)性如聲音跟視覺(jué)影像

Digital ---以二進(jìn)位編碼將Analog轉(zhuǎn)換，利于電腦作業(yè)

一般視覺(jué)/ 聽覺(jué)/味覺(jué)的訊號(hào)都是連續(xù)性的

類比轉(zhuǎn)數(shù)位(碼)有編碼級(jí)數(shù)(Bits)與取樣密度(Clock)兩項(xiàng)參數(shù)

1---切割越細(xì)(編碼bits越高)，資料越大失真越少。(CD片音質(zhì)優(yōu)于MP3音質(zhì))

2---取樣時(shí)間越密(掃描Clock越高)，資料越大失真越少。(電影片30FPS優(yōu)于電視卡通24FPS，動(dòng)作較順暢)

3---資料量越大傳輸損耗越大，能源需求越高，儲(chǔ)存空間越多，傳輸媒體要求越高數(shù)碼式信號(hào)以傳輸方式分Parallel并排式

Serial 序列式

Parallel ---將一個(gè)數(shù)碼節(jié)(Byte)分給數(shù)條并排的不

同訊號(hào)線，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健?/p>

Serial ---將一個(gè)數(shù)碼節(jié)直接用單一條(對(duì))訊號(hào)線，

將數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健?/p>

爬昇時(shí)間 ---Rise Time 單位 – ps

單一個(gè)最小對(duì)訊號(hào)以TDR(Tome Domain Reflect meter)測(cè)試訊號(hào)由0電壓爬昇到測(cè)試電壓所需的時(shí)間。爬昇時(shí)間越快則可傳輸較高的頻率，相對(duì)較慢則無(wú)發(fā)傳輸高的頻率，相對(duì)的還有一個(gè)是下降時(shí)間(Fall Time)，但基本上兩者時(shí)間約為相等，爬升與下降時(shí)間相加不可大于一個(gè)1/2訊號(hào)傳輸時(shí)間