High Speed Cable 高频基本知识简介
高频线传输性能基础知识
α
=Leabharlann 2 .6 1fε e 1 kρ ( + )+ 9 .1 f D e d D 1 0 lg d
ε
e
tg δ e
设计改善:衰减偏大,加大导体线径,加大绝缘线径,加大发泡度, 更改绝缘材料.(降低介质损耗角正切) 工艺改善:芯线押出时尽量圆整,发泡度均匀,水中电容调小,具 体原因具体分析.
3.Return loss(反射衰减或回波损耗) 反射衰减或回波损耗) 反射衰减或回波损耗
– 远程串音衰减(FXET) 主串回路发送功率与串到被串回路远程功率的比值﹐取对数 *10倍﹐单位“dB”。 – 衰减串音比(远程串音防卫度) ACR 被串回路远程收到的信号电平与串到该接收端的串音电平的差。 当主串与被串回路相同时﹐可简化为远程串音衰减与衰减的 差。(它直接影响信号的误码程度)。串音的影响取决于接收 的有功信号与串音功率的相对大小﹐因在远程信号经过衰 减﹐信号相对较近端小﹐故通讯工程中串音防卫度是指远程 串音防卫度。 干扰参数的影响因素 – 数十KHz以下的短电缆(制造长度)采用一次参数研究﹔高频或长 电缆时回路间串音用一次参数很难确定﹐就用二次参数来衡量串 音程度。一次干扰参数/二次干扰参数与回路间的相对位置及结 构﹐通讯方式﹐结构上均匀性﹐及所用材料的质量﹐回路长度﹐ 信号的传输频率有关。
由于材料﹐结构尺寸与制造工艺(绝缘押出量不均﹐牵引 轮偏心﹐收放线转动不均匀)等缺陷和分散性的影响﹐造 成阻抗沿长度的分布是不均匀的。电磁波在线路上传输 遇到不均匀点产生多次反射﹐奇次反射波回到发射端﹐ 会引起输入阻抗的变化﹐并引起主波信号功率变化﹐产 生衰减频率特性波动﹐引起信号失真。偶次反射波形成 伴流﹐滞后并迭加在主波上﹐造成干扰﹐尤其脉冲信号 传输时﹐会引起波形畸变﹐造成信号失真。尤其存在周 期性不均匀时﹐影响最为严重。 另一种反射系数:电压注波比 电压注波比(VSWR:voltage standing wave 电压注波比 ratio):数值越小越好,无反射时VSWR=1.0. 一般要求为:1.11换算成RL:26dB 工艺改善:芯线制做均匀,导体圆整度,绝缘偏心度,收放线 张力稳定.
Cable高频信号基础与加工工艺
线材OD-0.4mm 正常 线材OD-0.8mm 最小
DP,Mini DP系列
线材OD-0.4mm 正常 线材OD-0.8mm 最小
HDMI系列
技术偏执者精选
案例分析
案例分析
客户反馈我们公司的产品特性阻抗低点， 要求返工
技术偏执者精选
案例分析，用20ps上升时间找出异常点
可以看出，我们的产品在 1. 公母头结合部，阻抗低点。 2.焊点位置阻抗低点。 3.成型位置阻抗低点。 造成这些的主要原因是?
USB3.0,3.1，TYPE C系列，DP系列，HDMI系列。。。。
• 不算高频类的产品有哪些？
•
USB1.1系列，MINI DIN系列，SCART，ATA, IDC, DC（音频），wireharness类。。。。
• 一般来说打端子插Housing类的工艺，不是高频信号。
技术偏执者精选
为什么要管制信号线的高频参数
技术偏执者精选
案例分析
技术偏执者精选
特性阻抗 裸线影响特性阻抗的因素
技术偏执者精选
衰减
衰减：Attenuation
对于cable 组装来说，影响到衰减的 因素较小，95%以上的原因是裸线 造成。
技术偏执者精选
衰减试验
取32AWG,30AWG裸线，同时取相同批次的分别为 1M,0.8M, 0.6M,0.4M裸线制成"Gold Sample"来测 试和验证裸线和增加插头后的衰减数据。
a.2.5 GHz，每200mm的衰减约0.5dB b.5 GHz，每200mm衰减约0.6dB c.7.5 GHz,每200mm衰减约1.35dB d.9 GHz,每200mm衰减约1.3dB
技术偏执者精选
高速连接器基础知识
高速连接器基础知识一、什么是高速连接器1.1 定义高速连接器是一种用于传输高频信号的连接器，通常用于电子设备内部或设备之间的信号传输。
它具有高速传输、抗干扰、可靠性高等特点，被广泛应用于通讯设备、计算机、汽车电子、航空航天等领域。
1.2 分类高速连接器根据传输速度和用途的不同，可以分为以下几类：1.高速数据连接器：用于传输高速数据信号，如PCI Express、USB、HDMI等。
2.光纤连接器：用光纤作为传输媒介，实现高速光信号传输。
3.高频射频连接器：用于传输高频信号，如天线连接器、微波连接器等。
4.高速电源连接器：用于连接高功率设备的电源线，如服务器、工控设备等。
二、高速连接器的特点2.1 高速传输高速连接器具有较高的传输速度，能够满足大数据量、高带宽的传输需求。
它们采用了优化的信号传输路径、减小了信号损耗和串扰，并采用特殊的信号编码和解码技术，实现高速数据传输。
2.2 抗干扰能力强高速连接器具有优秀的抗干扰能力，能够有效抵御外界电磁干扰、噪声等对信号质量的影响。
它们采用了屏蔽技术、接地设计、信号隔离等手段，减小了干扰对信号传输的影响。
2.3 可靠性高高速连接器在设计和制造过程中注重产品的可靠性和稳定性。
它们采用了高质量材料、精密加工工艺、可靠的连接方式等，确保连接器在长期使用过程中不受损坏，信号传输稳定可靠。
2.4 小型化随着电子设备的小型化趋势，高速连接器也朝着小型化、紧凑化的方向发展。
它们体积小、重量轻，节省了空间，适应了小型设备的需求。
三、高速连接器的应用领域高速连接器在各个领域都有广泛的应用，主要包括以下几个方面：3.1 通讯设备通讯设备是高速连接器的主要应用领域之一。
在手机、路由器、交换机等设备中，高速连接器用于实现数据的高速传输和通信功能。
3.2 计算机计算机是高速连接器的另一个重要应用领域。
在主板、显卡、硬盘、显示器等设备中，高速连接器用于传输数据、视频信号，保证计算机的稳定性和性能。
高频测试概念
高频测试概念HIGH FREQUENCY TESTS FOR CABLES&CONNECTORS对于Cable &Connector的高频测试------Concept------概念一. Connectors & Cables Trend. (Connectors 和Cable的發展趋势)1 High Frequency & Bandwidth (高频率,宽频带)2 Low Loss(低损耗)3 Miniaturization Size (尺寸/体积小)4 Low EMI/EMC (电磁波,电磁兼容性波等干扰小)二Who need High Frequency Test. (要求做高频测试者)1. To need to comply to standard.(必须遵守的协会准标规格)HDMI(高解晰度多媒体界面), 1394 .USB ,DVI…….2.To need a solution for their high frequency transmission problem.对于高频转输的解决方法.In general ,high frequency means the frequency higher than 100MHZ .一般而言,高频是指高于100 兆赫兹的频率.三High Frequency - Concept高频的概念.1.1Impedance - > Match特性阻抗要相匹配1.2Attenuation Delay - > Low衰减跟延遲時間要小1.3Cross talk - > Low串音要小1.4EME/EMC - > Low電磁干擾,電磁容性干擾,要小.四.The numeric units in testing.(單位換算)1.1Milli –(m) = 10-3.1.2Micro -(μ) =10 –6.1.3Nano –(n) =10-9 吶1.4Pico - (P) =10-12皮1.5Mega - (M) =106兆1.6Giga -(G ) = 109千兆五Impedance 特性阻抗1.1Definition.說明: 特性阻抗是指同軸傳輸線受其結構影響,而有一高頻信號的容性跟感性阻抗的和.-1.1 Dielectric constant 與介質的介電常數有關.-1.2 Inner and outer diameters 與內經外經(OD)有關1.2 Unit = ohm單位為歐母1.3 Impedance =√(L/C) 特性阻抗計算公式1.4 Impedance match 阻抗匹配.六Attenuation 衰減.1.1D efinition.定義: 衰減是指信號從數據線的一端傳輸到另一端時信號的損耗度.即輸出端功率比輸入功率降低了多少.1.2Unit = - DB (per meter or per cable).單位: 分貝每米或分貝每條cable .1.3Attenuation - > Low衰減要低七Propagation Delay信號傳輸時的延遲.1.1Definition:定義: Delay是指固定頻率下信號波經過固定長度線材所需之時間.1.2Unit: ns/Meter(or per cable) .單位: 吶秒每米或吶米每條cable% (optic speed to be 0.30 M/ns or 3.333 ns/M)或者百分之多少光速(光速為0.3米每吶秒或3.333吶秒每米)1.3Longer electric length will causes propagation delay長度是產生延遲原因.八. Delay Skew 延遲差.1.1Definition.定義: 延遲差是指由D+及D-端不同的訊號輸入,到達接收端的時間差. 1.2Unit = ps/ Meter (or per cable) .單位: 皮秒每米或皮秒每條cable.1.3The length between wires or contacts shall be same.線材或端子的長度, 應該等長, 以免影響到延遲差.九. Cross Talk 串音1.1Definition .意義: 量測串音之意義在於檢測線對於傳輸信號中受其它信號干擾強度.1.2Unit = dB 單位為: 分貝Heavy CrossTalk Will causes micro-processo r getting an “ error detected ”嚴重的串音,處理器會判定為不良或錯誤.十.EMI/EMC (電磁干擾,電磁容性干擾)1.1Definition .1.2Unit = Db (單位: 分貝)1.3Good shield will bring the protection to EMI /EMC好的屏蔽可以防止電磁/電磁容性干擾.十一Flow Chart For High Frequency T est.高頻測試流程1.1Study for the pr oducts’ relevant test standard.學習跟產品有關的測試標準.1.2To select the proper test equipment.選擇適當的儀器量測設備.1.4Preparation for test fixtures.準備合適測試治具.1.5Calibration for the equipment and fixtures.做好儀器設備的校準.1.6Execution for the testing.進行測試.1.7Analyzing and improvement for the signal performance.分析和改進信號的傳輸性能.十二Conclusion 結論.1.1L(Inductance) & C (Capacitance) are the key factor to the signalperformance of high frequency transmission.感抗跟容抗是影響高頻信號傳輸的主要因素.1.2Long electrical length will causes propagation delays .長度是產生延遲原因.1.3Impedance match.阻抗要匹配.。
高频传输线管理知识理论(doc 65页)
高頻傳輸線理論(High-Speed Transmission LineTheory)檢測部頻寬及信號完整性術語與說明高頻傳輸線引言：CPU的速率由50MHz以上升到200MHz以上，連I/O週邊的速率也由33MHz提升至100MHz以上。
原本扮演「連接傳導」的銅線、銅箔、導線等變成高頻傳輸線。
這些傳線類似天線，會把流經信號的能量「耦合」或「輻射」出去，造成電磁串音(訊號線之間的干擾)及EMI(對外界的干擾)、也有阻抗匹配的問題等. . . ，以下將就高頻傳輸線的特性作討論與分析。
基本單位1. 介電常數(ε，Dielectric Constant): 介電常數定義為電力線密度與電場強度的比值(ED=ε)，在dielectric material(一般用的塑膠)中，介電常數越小，電容的效應越小，電磁波通過的速率越快，量測的方法如下:Dielectric ConstantVVCC oo==ε一些常見物質的介電常數:Material Dielectric ConstantAir 1Glass 4-10Oil 2.3Paper 2-4Polyethylene (PE) 2.3Polystyrene (PS) 2.6Porcelain 5.7Teflon 2.1LCP 3.2Polyvinyl Chloride (PVC) 3.5~4SPS 2.9PCT 2.72~2.872. Velocity ：電磁波在介質內的傳遞速度取決於介質的介電係數permittivity,ε）及導磁係數（permeability, μ）。
如下式：εμ1V =在真空中Where o r εεε= & o r μμμ= 9o 10361-⨯=πε F/m7o 104-⨯=πμ H/m8oo o 1031V ⨯==με m/s可見電磁波在真空中是以光速在前進。
假如電磁波在介質中傳播，我們必需知道介質的相對介電係數（r ε）及相對導磁係數（r μ），以推算電磁波在介質內的傳遞速度。
高频线制作工艺
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SKEW
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FEXT
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三、高频线的制作工艺
• 对绞工序 – 如对绞线阻抗Z偏大，可以增加收线张力使阻抗降低。反之如果阻抗偏小， 可以减小收线张力使阻抗上升。如果阻抗超出范围不大，在1以内，可以调 节包带张力来调节阻抗，加大包带张力使阻抗降低，减小包带张力使阻抗 增加。 – 如衰减偏大，有可能是以下几个原因造成： • C • ID • ε • Tgδ • skew – 如skew偏大，有可能是以下几个原因造成： • ε ε • L Delay =
线径小，电容小，发泡度过高. – 调整方法： • • • • 将引取速度降低后仍偏小,将考虑以下调整方式. 降低押出机头或眼模温度。 降低导体预热温度。 将冷却距离缩短。
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三、高频线的制作工艺
• – • • • • • • – • • • • • • 线径大，电容大，发泡度不够. 调整方法： 提高押出机的,机身,机头,眼模等温度。 增加导体预热温度。 将冷却距离增长。 减小眼模孔径。 提高引取速度。 调整方法： 降低押出，机身，机头，眼模等温度。 降低预热温度。 将冷却距离缩短。 将眼模孔径增大。 将胶料进一步干燥。 降低螺杆转速。
0 .3
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三、高频线的制作工艺
• 对绞工序 – 机台
High Speed Cable专业介绍
• • • •
LASER STRIPING FIXTURE SOLDERING CONTROL BURN RECORD HIGH SPEED TESTING FOR 10G PASS
1 2 2 1
High Speed Testing
MGE Dongguan
• LASERSTRIPING
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MANUAL ASSIGN WIRE WITH FIXTURE HOT BAR SOLDERING IPC620 VISUAL COMPLY
NEW PRODUCT Instruction
• SFP&SFP+DESIGN AND PROCESS INSTRUCTION
PATENT ON APPLICATION
THE PCB DESIGN BY MGE
NEW PRODUCT Instruction
• MINI SAS DESIGN AND KE PROCESS INSTRUCTION
• RAW CABLE DESIGN
MGE DESIGN 7500M HIGH FREQUENCY CABLE AVAILABLE
• 2.5G SFP Active Cable Assemblies 12” to 13m lengths
– SFP, HSSDC/DC2 or DB9 Connectors at one end
• 4.25G SFP Passive Cable Asemblies 12” to 3m lengths • 4.25G SFP Active Cable Assemblies 12” to 15m lengths
SFP+ Connectors
SFP Cable Assemblies
高频线基础知识
高频理论培训一、 电线及传输性能简概电线，是一种用以传输电流或信息的载体。
按照内容来划分，可以分为几种：1.单纯用以电流传输电力电缆,架空电缆,普通配电线等强电电流和小型变压器配合传输弱电电流，如充电器用线2.传输电流+简单信号和继电器或控制器配合,传输电流来控制简单的用电设备，用表达不同含义。
如铁路控制信号:红、黄、蓝3．传输弱电模拟信号+弱电控制线如早期的信息传输线，电视、计算机等等数据传输线，信号线传输模拟信号，控制线用以检测、控制、供电用。
4．传输弱电数字信号+弱电控制线如HDMI和液晶显示设备配套的数据传输线5．传输信号分为模拟信号和数字信号模拟信号是以波形方式记载信息内容的传输方式：频分制、脉幅调制数字信号是首先对模拟信号进行量化、编码再进行传输的方式：时分制、脉码调制二、 电线传输的性能指标低频：12KHz以下，主要参数为电容，特征电容不平衡高频：12KHz以上，参数有衰减、串音、延迟、延迟差、特性阻抗、传输速度等三、 传输参数1.impedance阻抗型号形式不同，一般有三种：Single end单端阻抗讯号+地线Differential差分阻抗，即特性阻抗正讯号+负讯号，两者相反Common同模或是共模阻抗相同两正讯号，极性和方向都相同特性阻抗：传输线受其结构的影响，而有一高频信号传输时，导体内各点电压与电流的特性比。
公式如下：Z=V/I=√R′+j2πfL′/G′+j2πfC′=√L′/C′假设G′,R′很小，f＞0特性阻抗实质是一种电阻，是电磁波沿均匀电缆线路传播而没有反射时所遇到的阻抗。
电感L设为不变，由公式可知特性阻抗与电容C成反比，故阻抗的改良方式：电感无法改变，只能改良电容。
电容与绝缘介质常数、导体线径、导体之间的距离、导体与铝箔麦拉间的距离四项有关。
1）电容与介质常数和导体线径成正比，与导体之间距离和导体与铝箔麦拉距离成反比2）介质常数通过发泡来改变，发泡度越高，介质常数越小。
High Speed Cable 高频基本知识简介
High Speed Cable 高频基础知识简介January 17, 2014Jet Shen前言随着科技的进步,人类对信息通讯产品愈加倚赖，信息电子产品之指令周期传输信息量皆大幅提升，电子零组件之高频特性愈发重要。
例如，PCB、线缆、连接器等过去被视为单纯桥接作用之组件，现有规格都增加了衰减(Insertion Loss)、回损（Return Loss）、特性阻抗(Impedance)、串音(Cross talk)、传输延迟(Propagation delay)、Propagation delay skew、隔离效果(Shielding effectiveness)、等高频特性要求。
内容目录高频的概念高频的参数高频的测试高频与制程的联系高频的概念多快才算高频?一般而言,当待测物长度>( 或=) 信号波长1/10. (有些数据定为波长1/20)我们经常见到的高频传输cable有USB3.0, SATA, SAS, Infiniband, PCIe, Mini-SAS, QSFP, SFP+….等.高频的概念----时域和频域时域和频域的关系•对同一对象的不同观察角度“时域”用来观察信号随着时间轴变化的情形“频域”用来显示信号在不同频率点上的能量分布状况•频域和时域的信息可以藉由傅利叶变换(Foruier Transform)来转换•用于时域的仪器:示波器和TDR(Time Domain Reflectometry)•用于频域的仪器频谱分析仪和网络分析仪(Network Analyzer)高频的概念----时域和频域时域和频域的关系振幅(能量)时域测试方法频域测试方法高频的概念----dBdB值的观念与定义均由能量(Energy) 或功率(Power)的观点出发( Power等于Energy对时间的微分, 或单位时间输出的能量)，dB值重要处在于:1. 对数值显示可以看更广的范围。
2. 仪器制造商以dB值来表示产品性能。
高频线缆设计资料
一.设计依据 二.常用设计公式 1，高频对称电缆设计公式 2，同轴电缆设计公式 三.电气参数 四.设计思路 1，发泡绝缘介绍 2，HDMI线的设计 3，网络线的设计 4，USB线的设计 5，同轴线的设计
==========================
2
设计依据
客户提供的各种产品技术规范﹐条件及规格书﹐或是电线各种实
织 外导体中的单线直径) K1-内导体结构的修正系数, D1-同轴线外导体内径(mm)
17
同轴电缆设计公式
-特性阻抗
1，对于斜包,铝箔纵包可近似看作是理想外导体,计算如下: 138 D 60 D ZC * lg( ) ZC * ln( ) d d e e 或
2，编织外导体,绞线内导体计算如下: D 1. 5Dw 60 D 1. 5Dw 或 138 ZC * ln( ) ZC * lg( )
电线性能方面要求
要求电线承受的载流量(A) 。 对于通信电缆在传输性能上要求(如特性阻抗﹐衰减﹐ 串音﹐回波损耗等指标) 。
4
高频对称电缆设计公式
-发泡绝缘的等效介电常数的计算公式
发泡绝缘是一种组合绝缘,主要是为了降低绝缘介质的等
效介电常数,提高线材的电气性能.发泡绝缘介质的等效 介电常数介于空气绝缘与塑料绝缘的介电常数之间,在设 计的过程中可采用下面两种方法对发泡绝缘介质的等效 介电常数进行计算. 方法(1):
e K1* d
e K1* d
D---外导体外径 d----内导体外径 Dw---编织导体直径 K1----导体结构修正系数
18
同轴电缆设计公式
-衰减
同轴电缆衰减的计算公式: 当内外导体都为圆柱形导体时:
高频线传输性能基础知识
2.HDMI (High-Definition Multimedia Interface)
1.導體範圍22~30AWG,絕緣:FOAM-PE 2.結構:4P+1P+5C 3.電氣性能: 阻抗1ns:100+/-10(dif); 2.5ns:100+/-10(dif) 衰減: 頻率(MHZ) dB/cable 300KHZ~825MHZ <8 825MHZ~2.47GHZ <21 2.47GHZ~4.125GHZ <30 延時:<=4.5ns/m 延時差:<=151ps/m (對內) <=2.42ns/m (對間) 遠端串音:>26dB/cable 目前可做:30AWG(6M),28AWG(6M)26AWG(8M),24AWG(10M),22AWG(12M)
4.SCSI(Small Computer System Interface)
1.導體:鍍錫 ; 絕緣:FOAM-PE(PP),HD-PE,PP 2.結構:34P,25P 3.電氣性能: Differential:125+/-10 Singgle-ended:90+/-6 衰減(dB/m) 頻率(MHZ) dB/m 頻率(MHZ) dB/m 5 0.072 80 0.295 10 0.102 160 0.423 20 0.144 200 0.59 40 0.207 延時:<=4.92ns/m(對-內) 延時差 (對-對) :<=0.082ns/m 4.應用:主機與服務器之間連線
高頻線傳輸性能基礎知識
LIULP 2004.11.03
一.傳輸性能簡介
• 1.Impedance(特性阻抗或波阻抗) 概念:電磁波沿均勻電纜線路傳播而沒有反射時所遇到的 阻抗.既線路終端匹配時,線路內任一點的電壓波(U)和 電流(I)的比值.各種均勻通信線路都有固有的波阻抗, 是由線路的一次參數和所發送的信號頻率決定﹐與線 路長度﹐傳輸的電壓電流大小及所連接負載/設備無 關。 L 當頻率f>30kHz時,Zc= C 計算公式:同軸 Z c 138 l D e 對絞: Z 276 lg 2a d g C d d e D 設計改善:阻抗偏小,加大線徑或加大發泡度 工藝改善:水中電容調小,對絞時注意防止芯線變形,同 軸編織時注意張力調節等.
高频线制作工艺
Page 15 / 2019年8月4日星期日
三、高频线的制作工艺
• 总之在芯线阶段必须将C与ID控制好，CPK要在1.33以上。
高频线制作工艺
By Dragon Yu Cable Making Engineering
date/time
培训对象及目标
• 培训对象 –工程师 –公司内部职员
•培训目标 – 了解高频线的定义 – 了解高频线的种类 – 了解高频线的性能要求 – 了解高频线的制作工艺
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三、高频线的制作工艺
• 对绞工序
变化项目 电气性能
放线张力 +
包带张力 +
收线张力 +
眼模 +
两芯线长 对间单独
度不一致
屏蔽
每对绞踞 不同
Z
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@
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SKEW
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FEXT
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三、高频线的制作工艺
• 对绞工序
– 如对绞线阻抗Z偏大，可以增加收线张力使阻抗降低。反之如果阻抗偏小，
G（（X （* d ） 2
R有 R（直 1 F（（X
高频传输线缆的原理
高频传输线缆的原理
高频传输线缆的原理是基于电磁场理论和传输线理论的，主要用于高频信号传输和射频通信。
在高频信号传输中，电信号会以电磁波的形式在传输线内传播。
传输线的结构和材料会影响电磁波的传输特性，例如噪声、衰减和相位延迟等。
高频传输线缆通常采用同轴电缆或微带线的结构，其中同轴电缆由内部导体、绝缘层、外部导体和绝缘层组成，而微带线则是由导体和绝缘材料组成的平面结构。
在高频传输线缆中，信号的传输速度和阻抗匹配非常重要。
阻抗匹配可以保证信号的最大功率传输，而传输速度则可以影响信号的延迟和失真。
此外，高频传输线缆还需要考虑干扰的问题。
在高频信号传输中，传输线缆和外界的电磁干扰可能会影响信号的质量。
为了尽可能地减少干扰，高频传输线缆通常采用屏蔽结构或者抗干扰技术。
总之，高频传输线缆的原理是基于电磁场理论和传输线理论的，通过采用合适的结构和材料，以及考虑阻抗匹配和干扰的问题，可以实现高效稳定的高频信号传输和射频通信。
- 1 -。
高速线(high speed cable)
高速线缆的发展
• 随着高速电缆的生产技术能力的不断提高 ，高速电缆生产技术也会不断完善，将不 断推出频率更高，性能更优异的高速线产 品，以满足客户需求。
• 目前市場已可以批量生产10G的线材，包括 2P和8P，15G也已开发成功，正在开发20G 和25G的线材。
• 由于线对采用平行结构,所以拥有低延时差, 可以达至高频宽带传输。
• 采用对屏蔽及总屏蔽的结构,线材具有良好 的屏蔽效果,使信号避免外界干扰。
• 线材规格从30~24AWG,有2P,4P,8P等多种结 构，可满足多种应用场合。
高Байду номын сангаас线缆
• 目前LTK生产的高速线缆包括： InfiniBand高速电缆； Fibre channel高速电缆； SFP/SFP+高速线缆； QSFP/QSFP+高速电缆； SAS高速线缆; MiniSAS高速线缆等；
2P高速电缆
• SFP （Small Form-factor Pluggables） SFP收 发器能够提供速率达到4.25 G bp。
• SFP+模型可以支持以太网10 Gb/s传输，同 时还提供与1 Gb/s以太网的后向兼容性。
• SFP/SFP+电缆均为2P结构， SFP/SFP+电缆能 够满足多种的使用长度，一般可满足10米
加工注意事项
• 高速线与其它线材在结构上有不同，因此 成品加工也不同，需小心处理，避免破环 芯线结构，引起电性能不良。
• 1、因导体均为单根，弯折性比绞合导体差 ，弯曲后不易恢复。
• 所以线材加工过程中，应尽量避免绝缘芯 线扭转、弯折，导致导体有弯，影响性能 。
高频线传输性能基础知识
高频线传输性能基础知识目录1. 高频线传输概述 (2)1.1 高频线定义及应用 (3)1.2 高频线类型 (3)1.2.1 同轴电缆 (5)1.2.2 微带线 (6)1.3 高频线参数 (7)2. 高频线特性阻抗 (9)2.1 阻抗概念 (10)2.2 阻抗与频率的关系 (11)2.3 阻抗匹配的重要性 (12)2.4 阻抗转换器 (13)3. 高频线损耗 (14)3.1 损耗来源 (15)3.1.1 阻抗不匹配 (17)3.1.2 导体电阻 (18)3.1.3 ید电损耗 (19)3.2 损耗计算 (19)3.3 损耗与频率的关系 (20)3.4 降低损耗的方法 (22)4. 高频线传输特性 (23)5. 高频线应用案例 (24)5.1 射频 (RF) 系统 (25)5.2 产测线 (26)5.3 通信系统 (28)5.4 数据传输系统 (29)1. 高频线传输概述高频线传输（HighFrequency Wire Transmission, HFWT）是一种利用导线传输高频信号的通信方法。
与传统的低频传输相比，高频线传输能够在较短时间内传输大量信息，适合于高速数据传输、无线电通信以及雷达系统等领域。
本章节将概述高频线传输的基础知识、原理及其应用。
频率：在物理学中，频率是指单位时间内波形发生的次数，通常以赫兹（Hz）为单位。
高频信号意味着信号具有较高的频率分量。
波速：电磁波在介质中的传播速度称为波速，其值取决于介质的性质，例如光在真空中的波速接近光速c（300,000公里秒）。
带宽：带宽指的是信号频率范围的总和，通常以赫兹为单位表示。
频率从低到高，体现为一个特定的频段范围。
反射和折射：当高频信号波遇到不同介质的界面时，可能会发生反射和折射现象。
高频线传输的基本原理基于电磁场理论，当在导线上施加一个高频变化的电压时，会在导线上产生交变的电场，进而引发磁场的变化，从而在导线周围空间形成交变的电磁场。
高速线(high speed cable)
加工注意事项
• 高速线与其它线材在结构上有不同，因此 成品加工也不同，需小心处理，避免破环 芯线结构，引起电性能不良。
• 1、因导体均为单根，弯折性比绞合导体差 ，弯曲后不易恢复。
• 所以线材加工过程中，应尽量避免绝缘芯 线扭转、弯折，导致导体有弯，影响性能 。
加工注意事项
• 2、绝缘为发泡结构，机械性能比实心绝缘 差，当绝缘受到挤压或拉伸时，易变形， 会破坏泡层结构。
• 此工序也会对线材的整体性能造成一定的 影响，外被的松紧还会影响线材的外观及 客户成品加工，因此需对张力及排线、押 出方式等进行控制。
成品测试
• 成品完成后需电气性能测试，以判断线材 是否符合要求，因此测试数据的准确性和 精确性很重要。
• 测试项目 • 阻抗 • 衰减 • 延时差 • 延时等
测试设备
• 电气性能测试设备包括： • TDR(测试阻抗、延时差等） • 网络分析仪（测试衰减，回波损耗等) • 测试夹具等
高速线缆的发展
• 随着高速电缆的生产技术能力的不断提高 ，高速电缆生产技术也会不断完善，将不 断推出频率更高，性能更优异的高速线产 品，以满足客户需求。
• 目前市場已可以批量生产10G的线材，包括 2P和8P，15G也已开发成功，正在开发20G 和25G的线材。
高速線(high speed cable)
吳文國
高速线缆
• 高速线缆是一种连接通信设备的线缆，此 类产品主要应用于数据中心（云存储,云计 算）,高性能计算（超级计算机）等数据通 信领域以及电信（移动网络交换中心、基 站站点）等高速通信场所。
高速线缆
• 高速线缆基本是采用镀银导体,发泡绝缘芯 线,具有优良的衰减性能和低延时,令信号传 输正确无误及提高传输速度。
高频线材简介
●Display Port Cable
DisplayPort也是一种高清数字显示接 口标准，可以连接电脑和显示器，也可以
连接电脑和家庭影院。2006年5月，视频 电子标准协会(VESA)确定了1.0版标准，并 在半年后升级到1.1版，提供了对HDCP(高 带宽数字内容保护)的支持，最新版本为1.2 版。 作为HDMI的竞争对手,DisplayPort是 免费使用的，不像HDMI那样需要高额授 权费。但HDMI紧跟着推出了1.4版后,其取 代HDMI的希望越来越小。
●模拟信号信号波幅度的取值是连续的。有线电视用的同轴电缆、电脑显
示器用的VGA线、电话线等。
模拟数据一般采用模拟信号(Analog Signal)，例如用一系列连续变化的电磁波(如无线 电或电视广播中的电磁波)，或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表示；数字数 据（数字量）则采用数字(Digital Signal)，例如用一系列断续变化的电压脉冲(如我们可 用恒定的正电压表示二进制数1，用恒定的负电压表示二进制数0)，或光脉冲来表示。
●串音(Cross Talk)：是由传输线之間的互感及互容造成 ，通俗地说就是两
线路之间相互干扰的电磁杂讯，随着频率的升高而增强。单位：dB
串音分为近端串音和远端串音。
●延迟(Delay)：是指信号在传输线中由输入端到输出端所
需要的时间.单位：纳秒（ns)
●延迟差(Skew)：是指不同信号线上信号到达接受端造成的时差即为
●MHL Cable
这是一个专门为手机设计开发的一个高清视频接口,但目前还没有真正 推广.
●HDMI Cable
由 Sony, Hitachi, Thomson (RCA), Philips, Matsushita (Panasonic), Toshiba 和 Silicon Image 开发的高清晰度多媒体接口 (HDMI) 新近成为 HDTV 和消费类电 子产品市场的连接标准,也是高清视频接口的王者,目前的市场占有率处于绝对 垄断地位.
高频信号基础知识介绍
通信通信系统的主要用途是使飞机在飞行的各阶段中和地面的航行管制人员、签派、维修等相关人员保持双向的语音和信号联系，当然这个系统也提供了飞机内部人员之间和与旅客联络服务。
它主要分为：甚高频通信系统、高频通信系统、选择呼叫系统和音频系统。
1.甚高频通信系统（VHF ：Very High Frequency ）使用甚高频无线电波。
它的有效作用范围较短，只在目视范围之内，作用距离随高度变化，在高度为300米时距离为74公里。
是目前民航飞机主要的通信工具，用于飞机在起飞、降落时或通过控制空域时机组人员和地面管制人员的双向语音通信。
起飞和降落时期是驾驶员处理问题最繁忙的时期，也是飞行中最容易发生事故的时间，因此必须保证甚高频通信的高度可靠，民航飞机上一般都装有一套以上的备用系统。
甚高频通信系统由收发机组、控制盒和天线三部分组成。
收发机组用频率合成器提供稳定的基准频率，然后和信号一起，通过天线发射出去。
接收部分则从天线上收到信号，经过放大、检波、静噪后变成音频信号，输入驾驶员的耳机。
天线为刀形，一般在机腹和机背上都有安装。
甚高频所使用的频率范围按照国际民航组织的统一规定在118.000～135.975MHZ ，每25KHZ为一个频道，可设置720个频道由飞机和地面控制台选用，频率具体分配为：118.000～121.400MHZ、123.675～128.800MHZ和132.025～135.975MHZ三个频段主要用于空中交通管制人员与飞机驾驶员间的通话，其中主要集中在118.000～121.400MHZ；121.100MHZ、121.200MHZ用于空中飞行情报服务；121.500MHZ定为遇难呼救的全世界统一的频道。
121.600～121.925MHZ主要用于地面管制；值得注意的是通信信号是调幅的，通话双方使用同一频率，一方发送完毕，停止发射等待对方信号。
2.高频通信系统（HF：High Frequency ）是远距离通信系统。
高频传输理论及高频信号传输线材相关知识
高頻傳輸理論及高頻信號傳輸線材相關知識主講: Dany Hu数据通信(Data Communication)是計算机网絡(Computer Network)和因特网(Internet)的基礎,為了帮助非計算机專業专业的同仁对数据通信技术与計算机网絡和Internet的關系有一个全面的了解，本章将对数据通信知識進行簡单介紹。
第一節傳輸介質(Transmission Media)所有計算机之間的通信都涉及由傳輸介質傳輸某种形式的数据編碼信号。
傳輸介質在計算机、計算机网絡中络设备间起互連和通信作用，為數據信號提供從一個節點傳送到另一個接點的物理通路。
計算機與計算機網絡中采用的傳輸介質可分為有線和無線傳輸介質兩大類.一.有線傳輸介質(Wired Transmission Media)計算機網絡中目前流行使用的有線傳輸介質(Wired Transmission Media)為:銅線和玻璃纖維.1.銅線.铜线銅線(Copper Wire):由于具有較低的電阻率、價廉和安裝容易等優點因而成為最早用于計算機網絡中的傳輸介質, 它以介質中傳輸的電流作為數據信號的載體.為了盡可能減小銅線介質所傳輸信號之間的相互干涉(Interference)，我們使用兩種基本的銅線類型,雙絞線和同軸電纜.(1) 雙絞線线雙絞線(Twisted Pair):是把兩條互相絕緣的銅導線紐絞起來組成一條通信線路,它既可減小流過電流所輻射的能量，也可防止来自其它通信线路上信号的干涉。
双绞线分屏蔽和无屏蔽两种，双绞线的线路损耗较大，传输速率低，但量, 也可防止來自其它通信線路上信號的干涉. 雙絞線分屏蔽和無屏蔽兩種,雙絞線的線路損耗較大, 傳輸速率低, 但價格便宜,安裝容易,常用于對常用于对通信速率要求不高的网絡連接中。
(2)同軸電纜轴电缆同軸電纜(Coaxial Cable):由一对同轴导线组成，同轴电缆频带宽，损耗小，具有比双绞线更强的抗干扰能力和更好的传输性能。
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High Speed Cable 高频基础知识简介January 17, 2014Jet Shen前言随着科技的进步,人类对信息通讯产品愈加倚赖，信息电子产品之指令周期传输信息量皆大幅提升，电子零组件之高频特性愈发重要。
例如，PCB、线缆、连接器等过去被视为单纯桥接作用之组件，现有规格都增加了衰减(Insertion Loss)、回损（Return Loss）、特性阻抗(Impedance)、串音(Cross talk)、传输延迟(Propagation delay)、Propagation delay skew、隔离效果(Shielding effectiveness)、等高频特性要求。
内容目录高频的概念高频的参数高频的测试高频与制程的联系高频的概念多快才算高频?一般而言,当待测物长度>( 或=) 信号波长1/10. (有些数据定为波长1/20)我们经常见到的高频传输cable有USB3.0, SATA, SAS, Infiniband, PCIe, Mini-SAS, QSFP, SFP+….等.高频的概念----时域和频域时域和频域的关系•对同一对象的不同观察角度“时域”用来观察信号随着时间轴变化的情形“频域”用来显示信号在不同频率点上的能量分布状况•频域和时域的信息可以藉由傅利叶变换(Foruier Transform)来转换•用于时域的仪器:示波器和TDR(Time Domain Reflectometry)•用于频域的仪器频谱分析仪和网络分析仪(Network Analyzer)高频的概念----时域和频域时域和频域的关系振幅(能量)时域测试方法频域测试方法高频的概念----dBdB值的观念与定义均由能量(Energy) 或功率(Power)的观点出发( Power等于Energy对时间的微分, 或单位时间输出的能量)，dB值重要处在于:1. 对数值显示可以看更广的范围。
2. 仪器制造商以dB值来表示产品性能。
3. 数值的乘除等于用dB值的加减，故用dB值可以方便计算。
DUTSOURCE LOAD VsR sV inR inVOUTR LP V∝2高频的概念----上升时间（Risetime）&频宽（width）上升时间(Rise time)信号上升时间﹕信号经过传输器件或通路的最快上升沿所对应的时间。
通常指10%振幅至90%振幅(上,下沿的过冲量不计)间的时间高频的概念----上升时间（Risetime）&频宽（width）带宽与上升时间的关系带宽﹕信号内所含的最高有效频率分量.t r(Rise Time)90%10%Ideal SignalReal Signal高频的概念----上升时间（Risetime）&频宽（width）被测上升时间t t r t 22儀表被測+=t 被测=被测上升时间t r =信号上升时间t 仪表=测量仪表的上升时间9信号带宽越宽﹐含谐波分量越多﹐合成的波形就越陡峭﹐即tr越短。
9带宽大的传输线可承载更高频率的信号﹐因而有更高的数据传送量。
9仪表应有的上升时间应小于被测件的上升时间。
9测量上升时间使用的仪表,若其上升时间小于被测上升时间的2倍,产生的误差约10% ; 当仪表上升时间小于被测上升时间的7倍,误差可降到1%。
高频的参数----阻抗（Impedance）在传输线的任何长度上，高频电压与电流的比值固定，称之为特征阻抗不同的传输线(不同的CABLE，不同的CONNECTOR)会有不同的R、L、G、C参数，这些参数可经由不同材质，结构形状予以设计调整。
ZR j LG j C o=++ωω1. Impedance(阻抗)R为直流电阻G为直流电导C为导线间的互容L为导线的自感W是角频率当传输线处于高频传输状态时,W值很大,R和G可以忽略不计.Impedance(阻抗) = Resistance(电阻) + Reactance(电抗)低频时：reactance很小，主要是看resistance。
因此在直流及低频时，所量测(譬如用三用电表)到的是电阻。
高频时：resistance很小，主要是reactance(电容及电感的效应)。
故在高频时，reactance就是指阻抗。
ZR j LG j C o=++ωωReactance有两种：Inductive reactance (XL = ωL) 感抗Capacitive reactance (Xc = 1 /ωC) 容抗对理想传输线,当R= 0,G=0,即无损耗时,Z O为特性阻抗. 高频的参数----阻抗（Impedance）高频的参数----插入损耗（Insertion Loss）传输系数(T):输出电压与入射电压的比值.插入损耗(Insertion Loss ):信号藉由连接器从一个传输路径转接至另一传输路径时产生的损失,插入损耗又被称之为衰减.衰减(Attenuation) :讯号行经连接器或线缆所损失的能量(包括热损耗和辐射损耗)传输系数τφ∠== V V T incident d Transmitte 插入损耗τlog 20V V log 20 Incident on Transmissi −=−DUTV IncidentV Transmitted高频的参数----插入损耗（Insertion Loss）衰减产生的主要原因:1.热损失:在高频时,电流愈靠近导体周围流动,称集肤效应（skin effect）,此乃导因在更高频时,导体中心的导体阻抗增大,强迫电流流向周围.所以,真正可用的导体面积缩小,导致电阻值增加,损耗增加.2.辐射损失:电磁场散逸在空气中或介质而损失能量。
也就是EMI中的辐射干扰(另一种是经由电流影响其他装置的传导干扰)，这能量若耦合到其它装置就造成干扰。
若辐射损耗要小，则shielding要做好。
1810如右图所示,随着频率的增大﹐导体阻抗会越来越大.高频的参数----串音（Crosstalk）串音(cross talk)串音指两线路之间相互干扰的电磁噪声,由互容和互感组成.串音与器件结构或通路间相互位置,信号频率,介电常数等有关,屏蔽是改善串音的主要手段.串音有近端串音(Near end cross talk)和远程串音(far end cross talk).高频的参数----串音（Crosstalk）如何减少Crosstalk?1、信号的传输路径距离尽量远；2、对于差分对信号，两根信号路径间隔要近；3、选用塑料介电常数低的塑料材料；4、信号路径之间加Ground吸收噪声。
D+ D-G D+ D-高频的参数----延迟（Delay）&时延差（Skew）时延/延迟(Delay)﹕信号通过传输器件或通路所用的时间.时延差( Skew)﹕信号通过两不同传输器件或通路的时延差SkewTimeIllustration of skew for 4 parallel LineInput Signal Delay Output SignalOutput SignalInput Signal T pd (propagation delay) = L / v L 为传输线长度,v为传输速度Skew = | Tpd1 –Tpd2 |高频的参数----眼图（Eye Pattern）眼图(Eye Pattern ) :反映高速数字信号经传输而产生的失真程度,信号的失真由损耗和相位延迟引起,眼的开口越大越好.主要要如下3个参数:•信号越多,“EYE”越小•损耗&噪音越多, “EYE”越小MASK: 是由测试者在眼的开口内通过定义t &V 而构造的一个区域,通常为矩形或多边形. JITTER: 信号通过某一指定电平所需的时间。
NOISE: 眼的开口与信号理想(即无损耗)振幅间的最小电压差。
高频的测试----TDRTDR--Time Domain Reflectometry测试产品举例:¾SATA Cable¾USB 3.0 Cable¾Mini SAS Cable¾Mini-SAS HD Cable¾PCIe Cable¾SFP+ Passive & Active Cable¾QSFP+ Passive & Active Cable Tektronix DSA8300 + TDR Module高频的测试----TDR它的横轴为时间，纵轴为电压，也可换算为阻抗，通过分析反射波形，可计算出发生反射位置和反射点的阻抗值：TDR原理（Time Domain Reflectometry)实时域反射仪是测量传输线的特性阻抗的一种最直接的方法。
由一阶跃信号发生器产生一个已知的具有一定重复频率的方波，把它加到被测在线，由高带宽的示波器接收反射回波，如下图所示高频的测试----VNAVNA--Vector Network Analyzer测试产品举例:¾RF Connector, Antenna¾SATA Cable¾USB 3.0 Cable¾Mini SAS Cable¾Mini-SAS HD Cable¾PCIe Cable¾SFP+ Passive & Active Cable¾QSFP+ Passive & Active Cable Agilent PNA-L N5230C Network Analyzer高频与制程的联系----InfiniBand Cable制程cross talkImpedance焊点大小铆压高度剥铝箔长度PCB 结构剥铝箔长度IB 高频与制程分析PCB 结构skew线材Attenuation连接头线材线材高频与制程的联系----InfiniBand Cable制程高频与制程的联系----InfiniBand Cable制程Impedance(焊点过大)Impedance (铆接压力过大)高频与制程的联系----InfiniBand Cable制程Differential ImpedanceWhen Zdiff > 109 Ωor Zdiff < 91 Ω•Identify potential problems as illustrated •Report to QC to check process•Check test fixture and setup (rise time) 1. Excessive AL foil strippingHigher Impedance caused by excessive AL foil stripping2. Termination: Excessive solderLower Impedance caused by excessive solder material3. Compressed pair near crimpingLower Impedance caused bycompressed pair高频与制程的联系----DVI Cable制程外模成型磁环成型磁环成型压力过大造成特性阻抗降低外模模具挤压造成特性阻抗降低焊点大造成特性阻抗降低芯线分开造成特性阻抗偏高3.外模模具压力过大1.焊点锡量多寡2.剥signal pair 铝箔尺寸过大4.磁环成型压力过大连接创新, 成就未来Smart Link, Bright Future。