射頻電纜、雙絞線與串?dāng)_

［第一部分開始討論接地問題：何時考慮接地，機箱材料如何影響接地，以及接地環(huán)路問題。第二部分討論電源回路和I/O信號接地。第三部分談到了板間接口信號、星形接地和屏蔽。第四部分談到了安全地以及電線/電纜。］
　　1.2.5 射頻電纜
　　除了一些特殊應(yīng)用外，比如高頻天線饋線可能使用平衡線，射頻信號傳輸用電纜幾乎總是同軸電纜。同軸電纜的突出屬性是信號沿著電纜傳播產(chǎn)生的磁場被限制在電纜內(nèi)部（圖1.21），與外部環(huán)境的交互因此保持在最小程度。
　　圖中文字從左至右：護(hù)套，屏蔽或外層導(dǎo)體，電介質(zhì)，內(nèi)部導(dǎo)體，磁場被限制在外層導(dǎo)體之內(nèi)。
　　
　　
　　另外一個有用的屬性是同軸電纜的特征阻抗很容易定義和保持。對射頻應(yīng)用來說這點很重要，因為在這些應(yīng)用中電纜長度一般都會超過傳輸信號波長。1.3小節(jié)將討論傳輸線的一般屬性——其中同軸是一種特殊類型。通常在同軸參數(shù)規(guī)格中見到的參數(shù)有：
　　● 特征阻抗（Zo）：通用標(biāo)準(zhǔn)是50Ω，這個值可以在機械屬性和電路易用性方面取得很好的平衡。75Ω和93Ω標(biāo)準(zhǔn)常見于視頻和數(shù)據(jù)系統(tǒng)。任何其它阻抗必須被認(rèn)為是特殊類型阻抗。
　　● 電介質(zhì)材料。電介質(zhì)材料會影響到電纜的各種屬性，包括Zo、衰減、電壓處理、物理屬性和溫度范圍。固體聚乙烯或聚乙烯是標(biāo)準(zhǔn)材料。蜂窩狀聚乙烯的部分電介 質(zhì)絕緣性能由空氣間隙提供，因此可以提供較輕的重量和較小的衰減損耗，但比固體材料更容易產(chǎn)生物理變形。這兩種材料的額定工作溫度是85℃。聚四氟乙烯 （PTFE）材料適用于更高溫度（200℃）和更低損耗的應(yīng)用，但價格要貴得多。
　　● 導(dǎo)體材料。普遍用的是銅。有時也用電鍍銀，它能通過趨膚效應(yīng)增強高頻傳導(dǎo)性，或?qū)~電鍍到鋼絞線上以增強強度。內(nèi)部導(dǎo)體可以是單股或多股線。當(dāng)電纜有柔韌 性要求時，最好使用多股線。外部導(dǎo)體一般是銅編帶，同樣也是為了柔韌性。編帶覆蓋程度影響高頻衰減和屏蔽效果。對于不要求柔韌性的特殊應(yīng)用來說，可以使用 堅硬的外部導(dǎo)體。
　　● 額定電壓。較厚的電纜通常具有較高的額定電壓和較小的衰減。你不能輕易地將額定電壓與功率處理能力聯(lián)系在一起，除非電纜與其特征阻抗相匹配。如果電纜不匹配，會產(chǎn)生電壓駐波，進(jìn)而在電纜沿線的一些特殊位置產(chǎn)生峰值電壓，這個值比從功率/阻抗關(guān)系推導(dǎo)出的值要高。
　　● 衰減。電介質(zhì)和導(dǎo)體的損耗特性導(dǎo)致衰減隨頻率和距離增加而增加，因此衰減數(shù)據(jù)一般提供離散頻率點每10米的值，你可以從中找到你的工作頻率點的衰減值。電纜損耗很容易讓你抓狂，尤其是當(dāng)你使用長電纜傳輸寬帶寬信號、又忘了在末端放出額外幾個dB的損耗余量時。
　　目前市場上的同軸電纜分成兩種標(biāo)準(zhǔn)：針對RG/U（無線電政府，通用型）的美國MIL-C-17標(biāo)準(zhǔn)和針對UR-M（Uniradio）系列的英國BS 2316標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)是IEC 60096。表1.8給出了一些普通50Ω電纜的比較數(shù)據(jù)。