高频线传输性能基础知识
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。
高频电子技术知识点
高频电子技术知识点高频电子技术是电子工程的一个分支领域，主要研究与应用高频信号处理技术和射频通信技术。
在通信、电子、电力、军事等领域中，高频电子技术都有着广泛的应用。
下面，我将就高频电子技术相关的知识点进行介绍。
一、基础电路元件电感：电感是利用电磁感应现象工作的元件，一般用L表示。
电感具有隔直阻交和储存磁能的特性。
高频电子中，电感常用于电路匹配、功率分配、滤波、耦合等。
电容：电容是在两个导体之间存在电场时，储存电荷的元件，一般用C表示。
在高频电子中，电容常用于隔交阻直、调谐、滤波、匹配、降噪等。
电阻：电阻是对电流流动的阻碍，一般用R表示。
在高频电子中，电阻常用于衰减、匹配、限流等。
二、射频器件管子：管子是射频放大中使用的一种器件，有普通三极管、场效应管、双极晶体管、集成放大器等。
管子有非常优秀的放大特性，广泛应用于射频功率放大、频率转换和混频等方面。
二极管：二极管主要用于小信号放大、检波、调制解调等。
常见的二极管有普通二极管、肖特基二极管、调制二极管、开关二极管等。
三极管：三极管在射频电路中被广泛应用，常见的三极管有高频三极管、大功率放大器三极管、全晶体三极管等。
三、射频传输线导线：导线也是射频电路中常见的元件，例如信号传输、匹配等器件组件。
导线的线径和长度会对射频信号的传输和损耗产生影响。
同轴电缆：同轴电缆是一种高频传输线路，具有很好的抗干扰性、低损耗特性和屏蔽性能。
同轴电缆具有较高的传输质量，常用于电缆电视、长距离干扰抑制等方面。
四、射频滤波器低通滤波器：低通滤波器可通过控制高频电路中的信号频率及其它参数，将高频电路中信号的高频成分滤除。
低通滤波器在通信系统中广泛应用，例如对去噪、数据整流处理等方面。
带通滤波器：带通滤波器是一种能够使某一频率范围内的信号通过的滤波器，可以通过对信号的频率范围的选择，使所需要的信号通过，而剩余的信号被滤除。
通常应用到在射频前端的所谓前置选频。
五、多路复用频分复用：频分复用是一种将多路低速信号合成成一个高速信号进行传输的技术。
《高频电子技术》课件
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带阻滤波器允许除某一频段外的信号通过，抑制该频段信 号。
滤波器的性能指标
通带和阻带性能
插入损耗
通带和阻带的边缘频率、带宽等参数决定 了滤波器的频率选择性和抑制能力。
滤波器对有用信号的衰减程度，以dB为单 位表示。
群时延
稳定性
滤波器对信号相位变化的量度，反映信号 通过滤波器的速度。
振荡原理
高频电子电路中的元件通 过正反馈和负反馈等机制 ，产生振荡信号，实现信 号的调制和解调等功能。
传输线原理
高频电子电路中的信号传 输遵循传输线理论，信号 在传输过程中会受到线路 的分布参数影响。
03
CHAPTER
高频电子技术中的放大器
放大器的分类与特点
分类
按功能可以分为电压放大器、功率放 大器、跨导放大器等；按频率可分为 低频放大器、高频放大器、微波放大 器等。
特点
高频放大器具有较高的增益和带宽， 能够放大微弱的高频信号；低频放大 器具有较低的噪声系数和较好的线性 度，适用于放大低频信号。
放大器的性能指标
增益
放大器的输出信号幅度与输入信号幅 度之比，反映了放大器的放大能力。
带宽
放大器能够正常工作的频率范围，反 映了放大器的频率响应能力。
线性度
放大器在小信号和大信号输入下的性 能差异，反映了放大器的失真程度。
频率范围
高频电子电路的工作频率范围，通常指几百 千赫兹到几百兆赫兹。
带宽
高频电子电路的频率响应范围，通常指电路 能够正常工作的频率范围。
增益
高频电子电路的放大倍数，用于衡量电路的 放大能力。
噪声系数
高频电子电路的噪声与信号比值，用于衡量 电路的噪声性能。
传输线理论基础知识..
根据复数值与瞬时值的关系并假设A1、A2为实数，则沿线电压的瞬时 值为
现在研究行波状态下电压和电流的沿线变化情况。为讨论方便，距离 变量仍然从始端算起，由于U2 − Z0 I0 ＝0，A2=0，U r(z) =0。考虑到γ =α + jβ ，因此公式（2-14）和（2-15）简化为：
（ 2）工作频带要宽，以增加传输信息容量和保证信号的无 畸变传输； （3）在大功率系统中，要求传输功率容量要大； （4）尺寸要小，重量要轻，以及能便于生产和安装。 (为了满足上述要求，在不同的工作条件下，需采用不同型式 的传输线。在低频时,普通的双根导线就可以完成传输作用,但是, 随着工作频率的升高 , 由于导线的趋肤效应和辐射效应的增大使 它的正常工作被破坏 .因此,在高频和微波波段必须采用与低频时 完全不同的传输线形式)
解得：
将上式代入式（2-6）第一式和式（2-7），注意到l − z = z′ ,并整理求得
2.2.2 已知均匀传输线始端电压U1和始端电流I1
将z=0、U（0）=U1 、I（0）=I1代入式（2-6）第一式和式（2-7）便可 求得
将上式代入式（2-6）和式（2-7），即可得
2.3 均匀传输线入射波和反射波的叠加
几种典型传输线的分布参数计算公式列于表1-1中。 表中μ0、ε分别为对称线周围介质的磁导率和介电常数。
有了分布参数的概念，我们可以将均匀传输线分割成许 多微分段dz（dz＜＜λ），这样每个微分段可看作集中参数电 路。其集中参数分别为R1dz、G1dz、L1dz及C1dz，其等效电 路为一个Γ型网络如图1-1（a）所示。整个传输线的等效电路 是无限多的Γ型网络的级联，如图1-1（b）所示。
高频电路设计
高频电路设计Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!是电子工程领域中一项重要的研究方向，它涉及到的频率范围一般在几百兆赫兹至几夸兆赫兹之间。
在通信、雷达、卫星导航等领域，高频电路的设计应用广泛，因此对于工程师来说，了解高频电路设计的原理和方法是非常必要的。
一、高频电路设计的基础知识在进行高频电路设计之前，首先需要了解一些基础知识。
高频电路的特点是在设计时需要考虑电磁波的传输和辐射效应，因此对于传输线、滤波器、功率放大器、混频器等组件的特性要有深入的了解。
高频电子线路第五版课后习题答案
高频电子线路第五版课后习题答案高频电子线路第五版课后习题答案高频电子线路是电子工程中的一个重要分支，其研究的是高频电路的设计、分析和优化。
在学习高频电子线路的过程中，课后习题是巩固知识、提高技能的重要方式。
本文将为大家提供高频电子线路第五版课后习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
第一章：基础知识1. 什么是高频电子线路？高频电子线路是指工作频率在几十千赫兹（kHz）到几百千赫兹（MHz）之间的电子线路。
它主要应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
2. 高频电子线路的特点有哪些？高频电子线路的特点包括信号失真小、传输损耗小、耦合效应显著、传输线效应显著、元器件参数变化大等。
3. 什么是S参数？S参数是描述高频电子线路中信号传输和反射特性的参数。
S参数包括S11、S12、S21和S22四个参数，分别表示输入端反射系数、传输系数、输出端反射系数和逆传输系数。
第二章：传输线1. 什么是传输线？传输线是一根用于传输高频信号的导线。
常见的传输线有平行线、同轴电缆和微带线等。
2. 传输线的特性阻抗有哪些？传输线的特性阻抗包括平行线的特性阻抗、同轴电缆的特性阻抗和微带线的特性阻抗等。
3. 传输线的特性阻抗如何计算？平行线的特性阻抗可以通过导线间距、导线半径和介质介电常数等参数计算得到。
同轴电缆的特性阻抗可以通过内外导体半径和介质介电常数等参数计算得到。
微带线的特性阻抗可以通过导线宽度、介质厚度和介质介电常数等参数计算得到。
第三章：射频二极管1. 什么是射频二极管？射频二极管是一种特殊的二极管，其工作频率在几十千赫兹（kHz）到几百千赫兹（MHz）之间。
射频二极管具有快速开关速度和低噪声等特点。
2. 射频二极管的工作原理是什么？射频二极管的工作原理是基于PN结的电子流动和载流子的注入与抽取。
当正向偏置时，电子从N区域流向P区域，形成电流；当反向偏置时，电子不能流动，形成电流截止。
3. 射频二极管的主要参数有哪些？射频二极管的主要参数包括最大工作频率、最大直流电流、最大反向电压、最大功率损耗和最大噪声系数等。
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。
射频知识基本概念和术
E面方向图指与电场平行的平面内辐射方向图；
H面方向图指与磁场平行的平面内辐射方向图。
一般是方向图越宽，增益越低；方向图越窄，增益越高。
12、天线前后比：指最大正向增益与最大反向增益之比，用分贝表示。
TNC型：外导体内径为6.5mm(0.256英寸)、特性阻抗50Ω的螺纹式射频同轴连接器。(IEC169-17)
SMA型：外导体内径为4.13mm(0.163英寸)、特性阻抗50Ω的螺纹式射频同轴连接器。(IEC169-15)
SMB型：外导体内径为3mm(0.12英寸)、特性阻抗50Ω的推入锁定式射频同轴连接器。(IEC169-10)
SSMC型：外导体内径为2.08mm(0.082英寸)、特性阻抗50Ω的螺纹式射频同轴连接器。(IEC169-20)
SC型（SC-A和SC-B型）：外导体内径为9.5mm(0.374英寸)、特性阻抗50Ω的螺纹式(两种型号有不同类型连接螺纹)射频同轴连接器。(IEC169-21)
APC7型：外导体内径为7mm(0.276英寸)、特性阻抗50Ω的精密中型射频同轴连接器。(IEC457-2)
10、蜂窝：用正六边形无线小区（又称蜂窝小区）邻接构成的整个通信面状服务区的形状很象蜂窝，故形象地称为蜂窝状网（Cellular System）,也称为蜂窝移动通信网。
四、电连接器命名方法
通用射频连接器的型号由主称代号和结构形式代号两部分组成，中间用短横线"-"隔开。其它需说明的情况可在详细轨范中作出规定，并用短横线与结构形式代号隔开。
11、尾 纤：一端带有光纤连接器的单芯光缆。
11个基础知识点了解传输线
11个基础知识点了解传输线1.什么是传输线？传输线：用来引导传输电磁波能量和信息的装置。
传输线的基本要求：传输损耗小，传输效率高；工作带宽宽等低频时，使用普通的双导线就可以完成传输；高频时，因工作频率的升高，导线的趋肤效应和辐射效应的增大，使得在高频和高频以上的必须采用完全不同的传输形式。
2.对传输线的要求？工作带宽和功率容量满足工作频率的最小要求、稳定性好、损耗小、尺寸小和成本低。
实际工作中：米波或分米波采用双导线或同轴线；厘米波范围内采用空心金属波导管、微带线或带状线等；毫米波范围采用空心金属波导管、介质波导、介质镜像线或微带线；光频段波采用波导（光纤）；3.什么是传输线模型？以TEM导模的方式传送电磁波能量或信号的行系统。
传输线在电路中相当于一个二端口网络，一个端口连接信号源，通常称为输入端，另一个端口连接负载，称为输出端。
特点：横向尺寸<<工作波长结构：平行双导线4.为什么要用传输线理论？工作在高频时，必须要考虑传输距离对信号幅度相位（频域）和波形时延（时域）的影响。
它是相对于场理论，简化了的模型。
不包括横向（垂直于传输线的截面）场分布的信息，保留了纵向（沿传输线方向）的波动。
对于许多微波工程中各种器件，运用传输线理论这种简单的模型可以进行较有效和简洁的计算，帮助分析工程问题。
A.首先要知道两个概念长线：指传输线的几何尺寸和工作波长的比值≥0.05；短线：几何长度与工作波长相比可以忽略不计≤0.05。
长线我们用分布参数来分析；短线我们用集总参数分析。
B.与电路理论和场理论的区别：电路理论<传输线理论<场理论电路理论：基尔霍夫定律+电路元件计算速度快；可靠度低，应用范围受限场理论：麦克斯韦方程组+边界条件逻辑上严谨，计算复杂，计算速度慢传输线理论：“化场为路”分布参数电路理论，它在场分析和基本电路理论之间架起了桥梁。
从传输线方程出发，求出满足边界条件的电压、电流的波动方程解，得出沿线等效电压、电流表达式分析其特性。
11个基础知识点了解传输线
11个基础知识点了解传输线11个基础知识点了解传输线1.什么是传输线？传输线：⽤来引导传输电磁波能量和信息的装置。
传输线的基本要求：传输损耗⼩，传输效率⾼；⼯作带宽宽等低频时，使⽤普通的双导线就可以完成传输；⾼频时，因⼯作频率的升⾼，导线的趋肤效应和辐射效应的增⼤，使得在⾼频和⾼频以上的必须采⽤完全不同的传输形式。
2.对传输线的要求？⼯作带宽和功率容量满⾜⼯作频率的最⼩要求、稳定性好、损耗⼩、尺⼨⼩和成本低。
实际⼯作中：⽶波或分⽶波采⽤双导线或同轴线；厘⽶波范围内采⽤空⼼⾦属波导管、微带线或带状线等；毫⽶波范围采⽤空⼼⾦属波导管、介质波导、介质镜像线或微带线；光频段波采⽤波导（光纤）；3.什么是传输线模型？以TEM导模的⽅式传送电磁波能量或信号的⾏系统。
传输线在电路中相当于⼀个⼆端⼝⽹络，⼀个端⼝连接信号源，通常称为输⼊端，另⼀个端⼝连接负载，称为输出端。
特点：横向尺⼨<<⼯作波长结构：平⾏双导线4.为什么要⽤传输线理论？⼯作在⾼频时，必须要考虑传输距离对信号幅度相位（频域）和波形时延（时域）的影响。
它是相对于场理论，简化了的模型。
不包括横向（垂直于传输线的截⾯）场分布的信息，保留了纵向（沿传输线⽅向）的波动。
对于许多微波⼯程中各种器件，运⽤传输线理论这种简单的模型可以进⾏较有效和简洁的计算，帮助分析⼯程问题。
A.⾸先要知道两个概念长线：指传输线的⼏何尺⼨和⼯作波长的⽐值≥0.05；短线：⼏何长度与⼯作波长相⽐可以忽略不计≤0.05。
长线我们⽤分布参数来分析；短线我们⽤集总参数分析。
B.与电路理论和场理论的区别：电路理论<传输线理论<场理论电路理论：基尔霍夫定律+电路元件计算速度快；可靠度低，应⽤范围受限场理论：麦克斯韦⽅程组+边界条件逻辑上严谨，计算复杂，计算速度慢传输线理论：“化场为路”分布参数电路理论，它在场分析和基本电路理论之间架起了桥梁。
从传输线⽅程出发，求出满⾜边界条件的电压、电流的波动⽅程解，得出沿线等效电压、电流表达式分析其特性。
射频基础知识资料(最新整理)
第一部分射频基本概念第一章常用概念一、特性阻抗特征阻抗是微波传输线的固有特性，它等于模式电压与模式电流之比。
对于TEM波传输线，特征阻抗又等于单位长度分布电抗与导纳之比。
无耗传输线的特征阻抗为实数，有耗传输线的特征阻抗为复数。
在做射频PCB板设计时，一定要考虑匹配问题，考虑信号线的特征阻抗是否等于所连接前后级部件的阻抗。
当不相等时则会产生反射，造成失真和功率损失。
反射系数(此处指电压反射系数)可以由下式计算得出：z1二、驻波系数驻波系数式衡量负载匹配程度的一个指标，它在数值上等于：由反射系数的定义我们知道，反射系数的取值范围是0~1，而驻波系数的取值范围是1~正无穷大。
射频很多接口的驻波系数指标规定小于1.5。
三、信号的峰值功率解释：很多信号从时域观测并不是恒定包络，而是如下面图形所示。
峰值功率即是指以某种概率出现的尖峰的瞬态功率。
通常概率取为0.1%。
四、功率的dB 表示射频信号的功率常用dBm 、dBW 表示，它与mW 、W 的换算关系如下：dBm=10logmWdBW=10logW例如信号功率为x W ，利用dBm 表示时其大小为五、噪声噪声是指在信号处理过程中遇到的无法确切预测的干扰信号（各类点频干扰不是算噪声）。
常见的噪声有来自外部的天电噪声，汽车的点火噪声，来自系统内部的热噪声，晶体管等在工作时产生的散粒噪声，信号与噪声的互调产物。
六、相位噪声相位噪声是用来衡量本振等单音信号频谱纯度的一个指标，在时域表现为信号过零点的抖动。
理想的单音信号，在频域应为一脉冲，而实际的单音总有一定的频谱宽度，如下页所示。
一般的本振信号可以认为是随机过程对单音调相的过程，因此信号所具有的边带信号被称为相位噪声。
相位噪声在频域的可以这样定量描述：偏离中心频率多少Hz处，单位带宽内的功率与总信号功率相比。
例如晶体的相位噪声可以这样描述：噪声系数是用来衡量射频部件对小信号的处理能力，通常这样定义：单元输入信噪比除输出信噪比，如下图：对于线性单元，不会产生信号与噪声的互调产物及信号的失真，这时噪声系数可以用下式表示：Pno 表示输出噪声功率，Pni 表示输入噪声功率，G 为单元增益。
高频电子线路教材
2
高频电子线路在卫星通信系统中扮演着至关重要 的角色，能够提高信号的覆盖范围和传输质量。
3
卫星通信系统中的高频电子线路涉及信号调制、 变频、放大和抗干扰等多个方面，以确保信号的 可靠传输和通信稳定性。
04
高频电子线路的发展趋势
高频电子线路的新技术
无线通信技术
随着无线通信技术的不断发展，高频电子线路在无线通信领域的应 用越来越广泛，如移动通信、卫星通信等。
高频电子线路概述
定义
高频电子线路是研究高频信号传 输、处理和应用的电子学分支， 主要涉及无线电通信、雷达、电 视、广播等领域。
特点
高频信号具有频率高、波长短、 传播特性与低频信号显著不同。 高频电路设计需考虑分布参数效 应、信号传输形式、干扰和噪声 等问题。
应用
高频电子线路广泛应用于通信、 导航、雷达、广播、电视等领域， 是现代电子信息技术的重要基础。
引入多媒体教学资 源
随着信息技术的发展，多媒体 教学资源在教育领域的应用越 来越广泛，高频电子线路教材 可以引入多媒体教学资源，如 视频、动画等，以更加生动、 形象的方式呈现知识内容。
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高速数字信号处理技术
高速数字信号处理技术能够实现对高频信号的快速、准确处理，为 高频电子线路的发展提供了新的技术支持。
集成电路技术
集成电路技术的发展使得高频电子线路的集成度越来越高，性能越 来越稳定，为高频电子线路的应用提供了更好的基础。
高频电子线路的发展方向
高效化
高频电子线路的发展方向之一是 实现更高的传输效率和更低的能 耗，以满足日益增长的数据传输
03
高频电子线路的应用
无线通信系统中的应用
01
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。
《高频电子线路》教材
滤波器的性能指标
带宽与阻带
滤波器的带宽是指允许通过信号的频率范围，阻带是指不允许通过信 号的频率范围。
通带与阻带边缘衰减
通带边缘衰减是指滤波器在通带边缘的信号衰减程度，阻带边缘衰减 是指滤波器在阻带边缘的信号衰减程度。
插入损耗
滤波器对信号的衰减程度称为插入损耗，理想的滤波器应具有零插入 损耗。
群时延
振荡器的性能指标
噪声性能
指振荡器的噪声水平，包括相 位噪声和幅度噪声。
调谐范围
指振荡器能够调谐的频率范围 大小。
响应时间
指振荡器从启动到达到稳定状 态所需的时间。
功耗
指振荡器在工作过程中消耗的 功率大小。
振荡器的应用实例
测量仪器
用于产生标准频率 信号，如示波器、 频谱分析仪等。
电子对抗系统
用于产生干扰信号 和测向信号等。
信号传输的调制方式
调频（FM）
通过改变高频载波信号的频率来调制低频信 息信号，具有抗干扰能力强、信噪比高等优 点。
调相（PM）
通过改变高频载波信号的相位来调制低频信息信号 ，具有抗干扰能力强、信噪比高等优点。
调相调频（PM/FM）
同时使用调相和调频技术对低频信息信号进 行调制，具有更高的信息传输速率和更好的 抗干扰能力。
带宽
带宽是衡量集成电路处理信号能力的 指标，通常指电路能够处理的最高频 率。
精度
精度是衡量集成电路输出信号与理想 信号接近程度的指标，通常用误差范 围或分辨率来表示。
功耗
集成电路的功耗是指其正常工作时所 消耗的能量，通常用电流和电压的乘 积来表示。
可靠性
可靠性是指集成电路在正常工作条件 下能够保持稳定性能的指标，通常用 平均无故障时间来表示。
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.
高频电缆工作原理
高频电缆工作原理
高频电缆是一种用于传输高频信号的传输线。
它通常由导体、绝缘层、屏蔽层和保护层等组成。
下面是高频电缆的工作原理：
1. 导体：高频电缆的导体是用来传输信号的部分。
通常使用铜或铝等导电材料制造。
导体的直径和粗细会影响电缆的传输性能，较粗的导体可以减小电阻和电感。
2. 绝缘层：在导体的外部，高频电缆覆盖了一层绝缘材料，例如聚乙烯、聚氯乙烯或聚四氟乙烯等。
绝缘层的主要功能是阻止信号的泄漏和干扰，以提高信号的传输质量。
3. 屏蔽层：在绝缘层之外，高频电缆通常还包括一层屏蔽层，用于进一步防止信号被外界的干扰源干扰。
屏蔽层可以是金属丝编织层、铝箔层或金属膜层等材料。
4. 保护层：为了保护电缆免受外部环境的损坏，高频电缆还会有一层保护层。
保护层可以是聚氯乙烯、聚乙烯或聚酰胺纤维等材料。
在高频电缆传输信号时，信号源产生高频信号，信号通过导体传输。
由于导体的电阻和电感等参数，会引起一定的信号衰减和相位变化。
绝缘层的存在可以减小信号泄漏和衰减。
屏蔽层可以有效地阻挡外界的干扰信号，提高信号质量。
保护层则可以保证电缆不受外界环境的损害。
总之，高频电缆通过合理的设计和选用不同材料的层层组合，
以保证信号在高频范围内的传输质量，并尽可能减小信号的衰减和干扰。
《高频电子线路》课件
高频电子线路实验设备与器材
01
02
03
04
信号发生器
用于产生各种频率的正弦波信 号，作为实验输入信号。
示波器
用于观察信号波形，测量信号 的幅度、频率等参数。
高频放大器
用于放大高频信号，提高信号 的幅度。
滤波器
用于滤除不需要的频率成分， 提取特定频率的信号。
高频电子线路实验方法与步骤
实验准备
根据实验内容准备相应的设备 与器材，连接好线路。
02
高频电子线路基础知识
信号与系统
信号的分类
信号可以根据不同的特性进行 分类，如连续信号和离散信号 、确定性信号和随机信号等。
系统的基本概念
系统是一组相互关联和相互作 用的元素，它们共同完成某种 功能或目标。
线性时不变系统
线性时不变系统是信号处理中 最常见的系统类型，其特点是 系统的输出与输入成正比，且 比例系数是常数。
频率的信号。
04
高频电子线路系统分析
调谐电路分析
调谐电路的基本原理
调谐电路是一种通过改变电路的频率特性来选择信号或滤 波噪声的电路。它通过改变电路的电感或电容来实现频率 的调节。
调谐电路的分类
调谐电路可以分为串联调谐和并联调谐两种类型。串联调 谐电路的电抗与频率成正比，而并联调谐电路的电抗与频 率成反比。
振荡器的应用
振荡器在通信、测量、控制、电子仪器等领域有着广泛的应用，用于产生一定频率和幅度 的信号，作为信息传输、处理和测量的基础。
调制解调分析
调制解调的基本原
理
调制解调是实现信号传输的关键 技术之一。调制是将低频信号转 换为高频信号的过程，而解调是 将高频信号还原为低频信号的过 程。
高频电子线路课程的研究对象解析
高频电子线路课程的研究对象解析一、综述高频电子线路课程的研究对象解析，是深入理解和探索现代电子技术领域不可或缺的一环。
随着信息技术的飞速发展，高频电子线路已经成为现代电子设备的重要组成部分，其在通信、雷达、广播电视、航空航天等领域的应用日益广泛。
对高频电子线路课程的研究对象进行深入解析，对于培养电子技术人才、推动科技进步具有重要意义。
本课程的研究对象主要涵盖了高频电子线路的基本原理、电路设计与分析、信号传输与处理等方面。
高频电子线路的基本原理是课程的核心内容，包括电磁波的传播特性、高频信号的产生与传输等。
电路设计与分析则涉及到放大器、滤波器、振荡器、调制器与解调器等关键电路的设计和性能分析。
信号传输与处理也是研究的重要方向，涉及到数字信号与模拟信号的转换、信号处理技术等。
随着集成电路和半导体技术的发展，高频电子线路课程的研究对象也在不断更新和深化。
新的技术趋势如5G通信、物联网、人工智能等，对高频电子线路的设计和分析提出了更高的要求。
本课程的研究对象解析也需要紧跟技术发展的步伐，不断更新和完善教学内容，以满足社会对电子技术人才的需求。
高频电子线路课程的研究对象解析是电子工程专业的重要课程之一，对于培养学生的专业技能和推动科技进步具有重要意义。
通过对本课程研究对象的深入解析，可以帮助学生更好地理解高频电子线路的基本原理、电路设计与分析以及信号传输与处理等方面的知识，为未来的工程实践和技术创新打下坚实的基础。
1. 介绍高频电子线路课程的重要性及其在现代电子技术领域的应用。
高频电子线路课程在现代电子技术领域中占据着举足轻重的地位。
随着科技的飞速发展，电子信息技术已成为当今社会的核心技术之一，而高频电子线路作为电子信息技术的基础，其重要性日益凸显。
该课程主要研究高频电子信号的产生、传输、处理及检测等关键技术，为现代电子技术的发展提供了强有力的支撑。
在现代电子技术领域，高频电子线路课程的应用广泛且深入。
在通信领域，高频电子线路技术是实现信息传输的关键，无论是移动通信、固定电话网络还是互联网，都离不开高频电子线路技术的支持。
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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.
7.Central office cable
1.导体：实心或绞合镀锡或裸铜 2.结构：DS3/4(同轴,75ohm),T1(美规对绞 100ohm),E1(欧规对绞120ohm) 3.电气性能 阻抗,衰减,延时,串音, 4.应用:交换机内用线
8.IEEE 1394
1.导体:绞合镀锡(22~32AWG),绝缘:FOAM-PE,PE,SR-PVC 2.结构:标准6C(28AWGX2P+22AWGX2C);DV-100(32AWGX2P,实心绝 缘);DV-200 (32AWGX2P,发泡绝缘);DV-400(30AWGX2P,发泡绝缘) 3.电气性能: 阻抗110+/-6(1~100MHZ) 衰减: 频率(MHZ) dB/4.5 100MHZ <7 200MHZ <10 400MHZ <12 延时:<=4.5ns/m 延时差:<=151ps/m(对內) <=2.42ns/m(对间) 远程串音:<26dB/cable 应用:1394电缆具备”即插即用”功能,可传输影像.用于家庭多媒体 网络,数码相机,数码摄像机,扫描仪等
2.3 2.14 1.99 1.85 1.71 1.64 1.58 1.52 1.46 1.39
5.05 4.88 4.7 4.53 4.36 4.27 4.19 4.10 4.02 3.93
VOP 66% 68.3% 70.8% 73.5% 76.4% 78% 79.5% 81.1% 82.9% 84.7%
5.SATA(Serial ATA)
1.导体:镀银 2.结构:1p,2p,4P,8P
3.电气性能: 阻抗:100+/-5(dif) 衰减dB/m : <6(4.5GHZ) 延时:<=4.25ns/m 延时差:<=10ps/m(对內) <=50ps/m(对間) 串音:>26dB/cable(10~4500MHZ)
2.Attenuation(衰减)
衰减表征因线路的材料等原因而引起的信号损失。由两部份 组成﹐一为介质内偶极子受交变电场作用做取向运动引起的 介质损耗﹐一为导体上热磁涡流及导体发热引起的能量损失。 单位为“dB/m” 。 发送设备及接收设备的灵敏度确定后﹐线路的允许衰减就确 定。线路衰减越低﹐通信距离就越长。载波通讯可通过设立 增音站来延长通讯距离。但通讯距离受信号传输时间限制﹐ 以免影响通讯质量。 公式:
7.转移阻抗 转移阻抗(transfer impedance)和屏蔽效应 和屏蔽效应(Shielding 转移阻抗 和屏蔽效应 effectiveness) 由于电子装备复杂程度增加,电线的电磁干扰(EMI)越来越受 重视.相对应的两个评估参数:转移阻抗和屏蔽效应 转移阻抗:电缆屏蔽上测得的电流来表达的干扰场与它在屏蔽 与内导体体之间所产生的电压之比. 屏蔽效应:通过屏蔽传输的电磁场与在注入于屏蔽上的电磁场 中所占的比例.
IEEE(电气和电子工程师学会 电气和电子工程师学会) 电气和电子工程师学会 The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits)
9.国标系列(华为多管同轴,多对线)
1.导体:实心或绞合裸铜,镀锡,镀银;绝缘:PVC,SRPVC,PE,FOAM-PE,FEP 2.结构:4,8,16,32管同轴;2~34P对绞线. 3.电气性能: 阻抗:100+/-10ohm,120+/-15ohm 衰减,串音, 4.应用:交换机内或其它通讯设备内.
4.应用:HDMI是一种全数字的消费电子产品接口规格，其中整合了 高分辨率的视讯和多信道的音频.传递数据量速度达到每秒5Gigabit
3.RG系列(同轴线)
1.导体:镀银,镀银铜包钢,裸铜 2.绝缘:FEP,FOAM-PE,PE 3.编织:镀锡,镀银 4.外被:PVC,FEP 5.电气性能: 阻抗:75OHM&50OHM 衰减(可达3GHZ),延时,静电容量,VOP(波速 比),VSWR(电压注波比),RL(回波损耗) 6.应用:机站,手机,射频设备等.
4.应用:计算机主机与硬盘之间联机
N CABLE
1.导体:实心或绞合裸铜;绝缘:HD-PE，FOAMPE,PP 2.结构： CAT5,CAT 5E(UTP,STP) ; 2P,4P,25P 3.电气性能: 特性阻抗,回波损耗,衰减,近端串音,近端串音功率 和,等效远程串音,等效远程串音功率和,ACR,VOP. 4.应用:网络用线,Patch Cable.
设计改善:编织密度加大 工艺改善:编织均匀
二.工厂高频线简介
1.DVI(Digital Visual Interface) Digital
1.导体范围22~30AWG,绝缘:FOAM-PE 2.结构:4P+5C(SINGLE LINK),7P+5C(DUAL LINK) 3.电气性能: 阻抗:100+/-10(dif) ; 33+/-10(com) 衰减: 频率(MHZ) dB/cable频率(MHZ) dB/cable 1 0.09 200 0.64 10 0.18 400 0.94 65 0.34 600 1.36 100 0.44 800 1.79 1600 3.49 延时:<=4.2ns/m 延时差:<=100ps/m(对間) <=50ps/m(对内) 4.应用:液晶显示器(LCD)与计算机主机之间的联机
延时:线路中单位长度﹐电磁波传播所需时间﹐单位“ns/m”。只 延时 与绝缘材料介质有关. 计算公式:T= 3.33 ε 设计改善:调节发泡度,变更材料,节距更改 延时差:对于线对内或线对间的芯线﹐电磁波传播延时的差值。 延时差 (对内intra-pair和对间inter-pair) 工艺改善:对绞放线张力均匀,芯线制做均匀. 6.VOP(velocity of propagation)传播速率 传播速率 计算公式:VOP= 1 C
串音节距选择:
h1 2v ± 1 = h2 2w
h1,h2:相互配合线对节距 v,w:大于0的任意整数 设计改善:对绞节距改小,对绞节距配合 工艺改善:对绞时张力要稳定,节距要均匀,发泡要均匀. (减小阻抗不均匀性来改善串音)
5.Time delay(延时)/Time delay skew(延时差)
ε
设计改善:调节发泡度,变更材料 等效介电常数εe 等效介电常数 2 + 1 2P ( e = 2 + 1+ P (
ε
ε ε
ε 1 )ε ε 1)
以下是发泡度,介电常数,延时,VOP的一个常用转换表格: P(发泡度) E(介电常数) T:延时
0 10% 20% 30% 40% 45% 50% 55% 60% 65%
10.其它线材
1.一些对绞线(有阻抗(105ohm,110ohm)和衰减,串 音等要求) 2.InterFlex LVDS High-Flex Cable(多对线 3.GPS(Global Positioning System)全球定位系统所 用天线(同轴:镀银导体,镀银编织,FEP绝缘,FEP外 被) )
2.HDMI(High-DefinitionMultimedia Interface)
1.导体范围22~30AWG,绝缘:FOAM-PE 2.结构:4P+1P+5C 3.电气性能: 阻抗1ns:100+/-10(dif); 2.5ns:100+/-10(dif) 衰减: 频率(MHZ) dB/cable 300KHZ~825MHZ <8 825MHZ~2.47GHZ <21 2.47GHZ~4.125GHZ <30 延时:<=4.5ns/m 延时差:<=151ps/m(对内) <=2.42ns/m(对间) 远程串音:>26dB/cable 目前可做:30AWG(6M),28AWG(6M)26AWG(8M),24AWG(10M),22AWG(12M)