讯号线特性阻抗相关知识
pcb阻抗板‘特性阻抗;基础知识
4.2.2.2 T1/B1 分别相连的测试线长一般为 100mm，线宽与板内生产板内阻抗线宽度一致，且线面盖阻焊 油墨；
d 4.2.2.3 T1-T2/T2-B2/B2-B1/B1-T1 的两个相邻孔中心距一般为 2.54mm; e 4.2.2.4 其中，T1 仅与 TOP 层阻抗测试线相连，T2 仅与 TOP 面第 2 层内层相连；B1 仅与 BOT 层阻抗测 r 试线相连，B2 仅与 BOT 层第 2 层相连。 te 阻抗条的设计图例：
深圳顺易捷科技有限公司
Shenzhen ShunYiJie Technology Co., Ltd.
5.3 CPU 载板的 TDR 测试
d Hioki 公司 2001 年六月才在 JPCA 推出的“1109 Hi Tester”，为了对 1.7GHz 高速传输 FC/PGA 载板在 Z0 方
面的正确量测起见，已不再使用飞针式（Flying probe）快速移动的触测，也放弃了 SMA 探棒式的 TDR 手动
3.3 但当上述微带线中 Z0 的四种变数（w、t、h、 r）有任一项发生异常，例如图中的讯号线出现缺口
e 时，将使得原来的 Z0 突然上升（见上述公式中之 Z0 与 W 成反比的事实），而无法继续维持应有的稳 UnRegister 定均匀（Continuous）时，则其讯号的能量必然会发生部分前进，而部分却反弹反射的缺失
4． 2 示意图说明：
4．2．1 阻抗线的位置
一般加在生产板 PNL 边上或在客户允许的前提下加在 SET 边上
4．2．2 阻抗线的规格说明
4．2．2．1 T1、T2/B1、B2 为四个 PTH 孔，一般为喷锡成形孔，成品孔径为 1.00mm 左右，RING（成品 焊环）要求为 0.16-0.20mm;
特性阻抗 ( 简介 )
特性阻抗假设一根完美电缆无限延伸，在发射端的频率阻抗称为 "特性阻抗"。
测量特性阻抗时，可在电缆的另一端用特性阻抗的等值电阻终接，其测量结果会跟输入信号的频率有关.. 特性阻抗的测量单位为奥姆(Ohm or Ω).在高频率一路提高时, 特性阻抗会渐近于固定值. 例如同轴线将会是50或75奥姆. 而对绞线(用于电话及网络通讯)将会是100奥姆(在高于1MHz时).远端串音串音是. 远程串音是在远程测量对绞线的输入端及接收间的噪声强度. 串音的单位是分贝(decibel or dB). 当电缆是由多对芯线组成时, 不同对绞线的组合也需要测量.衰减当信号由发生品通过电缆, 电线制品或其它零件到逹接收器前都会被减弱. 衰减便是测量这减弱的大小. 而这是信号强度在输入点和接收点的比例. 单位会是分贝(decibel or dB).近端串音近端串音是由近端测量输入端及接收间的噪声. 远程串音是在远程测量两对绞线的结果. 串音的单位是dB 当电缆是由多对芯线组成时, 不同对绞线组合也需要测量.延时为信号由导体的近端到逹远程的时间. 单位是十亿分之一秒(nanosecond or ns)电缆内所.有信号对都需加以测量延时差是指信号通过不同对线到逹时间的差异, 单位同样是十亿分之一秒. 而这经常是由延时结果中经常分析及计算得出回授损失回授损失是指待测物(电缆, 讯号源, 接收器或其它)的阻抗与标准阻抗的差距比 (这代表了讯)号反射的强度, 完美的匹配Return Loss Return Loss是无限大反应时间 (频宽)反应时间是测试对绞线或平衡在线的分差讯号(包括测试设备), 当数字讯号讯达到100%或0%这两个最高及最低点的时候, 在半时钟传输数字讯号会为喻为1及0来的.当我们使用TDR来测试反应时间时候, 应将时段的幅度调整得较为傻化, 这在测读取数据时更为准确. 在一般测试里头都是设定为20%及80%的幅度及波型平均化后来得出更稳定的数字.。
特性差动阻抗
( Data come-in) ( Impedance Control) ( Run-Card Issue)
阻抗控制設計 製作規範填寫 底片設計
( A/W Design)
基板,膠片管制( Material,Preperg Control) 壓合厚度管制 電鍍厚鍍管制 線寬蝕刻管制
(Laminate Thickness Control)
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三、影响阻抗的因素：
项 目 内 容
影响阻抗因素
介质层厚度
介质常数
线 宽
铜 厚
线 距
防焊厚度
与阻抗值关系
正相关
负相关
负相关
负相关
正相关
负相关
需管控之制程
压 合
板材进料
线路,蚀刻
线路,电镀,刷 线路,蚀刻 磨
防焊
影响阻抗值范围 （单线）
4ohm/1mil
3-5ohm/0.5 4ohm/1mil 3ohm/1mil
一、什么是阻抗？
特性＆差动阻抗
阻抗知识简介：
随着电子设备的小型化、数字化、高频化和多功能化， PCB 中的线路 已不仅只是元器件的载体和互连工具，还需起到传输信号的作用。这就要 求 PCB 线路测试不仅要测量线路（或网络）的“通、断”和短路，而且还 应测量特性阻抗值是否在规定的规格范围内。
傳輸線構成之三要素
阻抗設計COUPON (4 層板)
SIGNAL GROUND L2 L3 L2 L3 L1 L4
COMP. SIDE
L2 (GROUND)
L3 (POWER)
L1 L4 SIGNAL GROUND L2 L3
L1 L4
SOLD. SIDE
阻抗培训教材PPT课件
介质厚度:---参考
特性阻抗值随介质厚度的增加而增大，即使在相同介质厚度和材料下，微带线结构的设计比带状线设计具有较高的特性阻抗值，一般大20-40 。因此，对于高频和高速数字信号传输大多采用微带线结构设计。---参考！
影响特性阻抗主要因素
*
*
导线厚度依导体所要求的载流量以及允许的温升而确定。 导线厚度等于铜箔厚度加上镀层厚度。 导线厚度主要受以下一些因素的影响：
CITS25
Si6000
特性阻抗计算软件
内层酸蚀 线宽的控制：据《批量管制卡》要求，每批板件进行首板试蚀，对首板有阻抗要求的线按设计的公差进行测量，合格再批量生产。 尽量保持匀速的蚀刻速率，降低各参数的波动范围，提高蚀刻均匀性和蚀刻因子。
评价蚀刻速率的好坏可以用蚀刻因子来进行评价： F=W/d F:蚀刻因子； d：单边侧蚀量。W：铜箔厚度 蚀刻因子越大，说明蚀刻液的侧蚀越小，有利于控制精细导线的完整性、均匀性。
其计算公式：
影响特性阻抗主要因素
例二：带状线 带状线是指镶嵌在两个交流地层间的薄细导线，与微带线比较，每层电路与地层的电子耦合更近，电流间的串扰会更低。
式中： Z0-----导线的特性阻抗 r------绝缘材料的介电常数 h------导线与基准面之间的介质厚度 w-----导线的宽度 t------导线的厚度
影响特性阻抗主要因素--介电常数
混压材料:---参考 混压材料各组分会保留各自的电性能，此时的总体相对介电常数不可以根据各自的体积比进行计算。 层间微带线及差分线： εr =(ε1×T2+ε2×T1)/(T1+T2) 表面微带线及差分线： εr =(T1+T2) ×ε1×ε2/(ε2×T1+ε1×T2) （其中ε1、T1为某种组分材料的介电常数及其厚度）
什么是特性阻抗特性阻抗的说明
什么是特性阻抗特性阻抗的说明特性阻抗又称特征阻抗，它不是直流电阻，属于长线传输中的概念。
那么你对特性阻抗了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是特性阻抗的内容，希望大家喜欢!特性阻抗的简介在高频范围内，信号传输过程中，信号沿到达的地方，信号线和参考平面(电源或地平面)间由于电场的建立，会产生一个瞬间电流，如果传输线是各向同性的，那么只要信号在传输，就始终存在一个电流I，而如果信号的输出电平为V，在信号传输过程中，传输线就会等效成一个电阻，大小为V/I，把这个等效的电阻称为传输线的特性阻抗Z。
信号在传输的过程中，如果传输路径上的特性阻抗发生变化，信号就会在阻抗不连续的结点产生反射。
影响特性阻抗的因素有：介电常数、介质厚度、线宽、铜箔厚度。
特性阻抗的类比说明现象类比：运输线的糟糕路况(类似传输线里的特性阻抗)会影响运输车队的速度，路越窄，路的阻碍作用越大(特性阻抗大，通过的无线电波能量就小);路越宽、路况越好，通过的车队速度越快(通过的无线电波能量越多)。
假若一段路况特别好，另一段路况特别差，从路况好的路段进入差的路段，车队就需要放慢速度。
这就说明两段路的路况不匹配(阻抗不匹配)。
特性阻抗是射频传输线影响无线电波电压、电流的幅值和相位变化的固有特性，等于各处的电压与电流的比值，用表示。
在射频电路中，电阻、电容、电感都会阻碍交变电流的流动，合称阻抗。
电阻是吸收电磁能量的，理想电容和电感不消耗电磁能量。
阻抗合起来影响无线电波电压、电流的幅值和相位。
同轴电缆的特性阻抗和导体内、外直径大小及导体间介质的介电常数有关，而与工作频率传输线所接的射频器件以及传输线长短无关。
也就是说，射频传输线各处的电压和电流的比值是一定的，特征阻抗是不变的。
目前无线通信系统射频器件有两种特性阻抗，一种是50W，用于军用微波、GSM、WCDMA等系统;另一种是75W，用于有线电视系统，一般应用较少。
特性阻抗的测量方法测量特性阻抗时，可在电缆的另一端用特性阻抗的等值电阻终接，其测量结果会跟输入信号的频率有关。
传输线的特性阻抗分析
传输线的特性阻抗分析传输线是用于信号传输的电路元件，常见于通信系统、电子设备和电源系统等。
它的主要功能是传输高频信号，并且具有一定的特性阻抗。
特性阻抗是指传输线上单位长度所具有的电阻和电感之比，通常用Ω/米表示。
特性阻抗的分析是研究传输线电学特性的重要方面，下面将从分析传输线的基本结构、传输线上的电路模型以及特性阻抗的计算等方面进行详细介绍。
1.传输线的基本结构：传输线由两个导体（通常为金属）构成，它们之间由绝缘材料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）隔开。
传输线可以分为两种类型：平衡传输线（例如双线）和非平衡传输线（例如同轴电缆）。
平衡传输线中的两个导体具有相同的电压和相反的电流，而非平衡传输线中的两个导体之间既有电压差也有电流流过。
2.传输线上的电路模型：为了分析传输线的电学特性，可以将传输线建模为电路模型。
常见的电路模型有两类：长线模型和短线模型。
（1）长线模型：适用于高频信号传输或信号传输距离较长的情况。
长线模型主要包括电感、电容和电阻等参数，并考虑信号的衰减、延迟和反射等效应。
（2）短线模型：适用于低频信号传输或信号传输距离较短的情况。
短线模型主要包括电阻、电感、电容和传输线的长度等参数。
3.特性阻抗的计算：特性阻抗可通过以下公式进行计算：Zc=√(L/C)其中，Zc表示特性阻抗，L表示单位长度的电感，C表示单位长度的电容。
特性阻抗的计算是传输线分析的基础，对传输线上的信号传输和匹配非常重要。
4.特性阻抗的影响因素：特性阻抗与传输线的几何形状、材料选择以及传输线的参数有关。
传输线的几何形状主要包括导体的直径、导体间的距离等。
材料选择主要指导体和绝缘材料的特性，如电导率、介电常数等。
传输线的参数包括电感、电容等。
这些因素都会对特性阻抗产生影响。
总结起来，传输线的特性阻抗分析是研究传输线电学特性的重要方面。
通过分析传输线的基本结构、电路模型以及特性阻抗的计算，我们可以深入了解传输线的工作原理，并根据特性阻抗进行传输线的设计和匹配。
特性阻抗的含义文档
特性阻抗假设一根均匀电缆无限延伸，在发射端的在某一频率下的阻抗称为“特性阻抗”。
测量特性阻抗时，可在电缆的另一端用特性阻抗的等值电阻终接，其测量结果会跟输入信号的频率有关。
特性阻抗的测量单位为欧姆。
在高频段频率不断提高时，特性阻抗会渐近于固定值英文名称：impedance[编辑本段]阻抗定义在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用Z表示.,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗,其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗,电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。
阻抗的单位是欧。
在直流电中，物体对电流阻碍的作用叫做电阻，世界上所有的物质都有电阻，只是电阻值的大小差异而已。
电阻很小的物质称作良导体，如金属等；电阻极大的物质称作绝缘体，如木头和塑料等。
还有一种介于两者之间的导体叫做半导体，而超导体则是一种电阻值等于零的物质。
但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种作用就称之为电抗，意即抵抗电流的作用。
电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗，简称容抗及感抗。
它们的计量单位与电阻一样是欧姆，而其值的大小则和交流电的频率有关系，频率愈高则容抗愈小感抗愈大，频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。
此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题，具有向量上的关系式，因此才会说：阻抗是电阻与电抗在向量上的和。
对于一个具体电路，阻抗不是不变的，而是随着频率变化而变化。
在电阻、电感和电容串联电路中，电路的阻抗一般来说比电阻大。
也就是阻抗减小到最小值。
在电感和电容并联电路中，谐振的时候阻抗增加到最大值，这和串联电路相反。
在音响器材中，扩音机与喇叭的阻抗多设计为8欧姆，因为在这个阻抗值下，机器有最佳的工作状态。
其实喇叭的阻抗是随着频率高低的不同而变动的，喇叭规格中所标示的通常是一个大略的平均值，现在市面上的产品大都是四欧姆、六欧姆或八欧姆。
电缆阻抗及特性阻抗一般疑问
电缆阻抗及特性阻抗一般疑问术语音频:人耳可以听到的低频信号。
范围在20-20kHz。
视频:用来传诵图象的高频信号。
图象信号比声音复杂很多，所以它的带宽(范围)也大过音频很多，少说也有0-6MHz。
射频:可以通过电磁波的形式想空中发射，并能够传送很远的距离。
射频的范围要宽很多，10k-3THz(1T=1024G)。
电缆的阻抗本文准备解释清楚传输线和电缆感应的一些细节，只是此课题的摘要介绍。
如果您希望很好地使用传输线，比如同轴电缆什么的，就是时候买一本相关课题的书籍。
什么是理想的书籍取决于您物理学或机电工程，当然还少不了数学方面的底蕴。
什么是电缆的阻抗，什么时候用到它,首先要知道的是某个导体在射频频率下的工作特性和低频下大相径庭。
当导体的长度接近承载信号的1/10波长的时候，good o1风格的电路分析法则就不能在使用了。
这时该轮到电缆阻抗和传输线理论粉墨登场了。
传输线理论中的一个重要的原则是源阻抗必须和负载阻抗相同，以使功率转移达到最大化，并使目的设备端的信号反射最小化。
在现实中这通常意味源阻抗和电缆阻抗相同，而且在电缆终端的接收设备的阻抗也相同。
电缆阻抗是如何定义的,电缆的特性阻抗是电缆中传送波的电场强度和磁场强度之比。
(伏特/米)/(安培/米)=欧姆欧姆定律表明，如果在一对端子上施加电压(E)，此电路中测量到电流(I)，则可以用下列等式确定阻抗的大小，这个公式总是成立:Z = E / I无论是直流或者是交流的情况下，这个关系都保持成立。
特性阻抗一般写作Z0(Z零)。
如果电缆承载的是射频信号，并非正弦波，Z0还是等于电缆上的电压和导线中的电流比。
所以特性阻抗由下面的公式定义: Z0 = E / I电压和电流是有电缆中的感抗和容抗共同决定的。
所以特性阻抗公式可以被写成后面这个形式:其中R=该导体材质(在直流情况下)一个单位长度的电阻率，欧姆G=单位长度的旁路电导系数(绝缘层的导电系数)，欧姆j=只是个符号，指明本项有一个+90'的相位角(虚数)π=3.1416L=单位长度电缆的电感量c=单位长度电缆的电容量注:线圈的感抗等于XL=2πfL，电容的容抗等于XC=1/2πfL。
信号传输线理论及其特性阻抗
信号传输线及其特性阻抗高华东随着电子产品小型化、数字化、高频化和多功能化等的快速发展与进步，作为电子产品中电气的互连件—PCB中的导线的作用，已不仅只是电流流通与否的问题，而且是作为“传输线”的作用。
也就是说，对于高频信号或高速数字信号的传输用的PCB之电气测试，不仅要测试线路的“通”、“断”、“短路”等是否合乎要求，而且还要其“特性阻抗值”是否合乎要求，只有这两方面都“合格”了，PCB才符合允收性。
1 信号传输线的提出1.1 信号传输线的定义这是为了区别常规导线而提出的名称。
按IPC-2141的3.4.4条的定义：“当信号在PCB 导线中传输时，若导线的长度接近信号波长的1/7，此时的导线便成为信号传输线”了。
有的文献认为，导线的长度接近波长的1/10时，应按信号传输线处理。
显然，后者更严格（显得‘过分’），但大多数人认定为前者。
大家知道，电流通过导体时，会受到一个“阻力”，在直流电中是电阻，符合欧姆定律。
即：R=V/I在交流电中的“阻力”是由“电阻”、“感抗”和“容抗”的综合结果，即：Z=〔R2+（X L-X C）2〕1/21.2信号传输线的判断元件有很高频率信号传输，但经过导线传输后，频率下降（时间延迟）了，导线越长，时间延长越厉害，当导线的长度接近于波长时，或信号速度（频率）提高到某一范围时，传输的信号便会出现明显的“失真”。
⑴高频信号的传输。
假设：（一）元件的信号传输频率f=10MH Z，导线L=50cm,则C=f*λλ= C/fλ/L= C/f*L=60属于常规导线。
（二）元件的信号传输频率f=1GH Z，导线的长度L=10cm,则λ/L= C/f*L=3不属于常规导线，应进行特性阻抗值控制的传输线。
⑵脉冲信号的传输。
在数字电路中从“0”到“1”的上升时间t r是很短的.但可用下面公式来计算频率f max：f max=0.35/t r假设：元件的上升时间t r是=2ns，则f max=0.35/t r=175 MH ZL= C/（ f max*7）=24.5 cm当导线长度≥24.5 cm时，应作为信号传输线处理。
什么是特性阻抗
什么是特性阻抗,什么叫特性阻抗特征阻抗（也有人称特性阻抗），它是在甚高频、超高频范围内的概念，它不是直流电阻。
属于长线传输中的概念。
在信号的传输过程中，在信号沿到达的地方，信号线和参考平面（电源平面或地平面）之间由于电场的建立，就会产生一个瞬间的电流，如果传输线是各向同性的，那么只要信号在传输，就会始终存在一个电流I，而如果信号的输出电平为V，则在信号传输过程中（注意是传输过程中），传输线就会等效成一个电阻，大小为V/I，我们把这个等效的电阻称为传输线的特征阻抗（characteristic Impedance)Z。
要格外注意的是，这个特征阻抗是对交流（AC）信号而言的，对直流（DC）信号，传输线的电阻并不是Z，而是远小于这个值。
信号在传输的过程中，如果传输路径上的特征阻抗发生变化，信号就会在阻抗不连续的结点产生反射。
传输线的基本特性是特性阻抗和信号的传输延迟，在这里，我们主要讨论特性阻抗。
传输线是一个分布参数系统，它的每一段都具有分布电容、电感和电阻。
传输线的分布参数通常用单位长度的电感L和单位长度的电容C以及单位长度上的电阻、电导来表示，它们主要由传输线的几何结构和绝缘介质的特性所决定的。
分布的电容、电感和电阻是传输线本身固有的参数，给定某一种传输线，这些参数的值也就确定了，这些参数反映着传输线的内在因素，它们的存在决定着传输线的一系列重要特性。
一个传输线的微分线段可以用等效电路描述如下：传输线的等效电路是由无数个微分线段的等效电路串联而成，如下图所示：从传输线的等效电路可知，每一小段线的阻抗都是相等的。
传输线的特性阻抗就是微分线段的特性阻抗。
传输线可等效为：Z0 就是传输线的特性阻抗。
Z0描述了传输线的特性阻抗，但这是在无损耗条件下描述的，电阻上热损耗和介质损耗都被忽略了的，也就是直流电压变化和漏电引起的电压波形畸变都未考虑在内。
实际应用中，必须具体分析。
传输线分类当今的快速切换速度或高速时钟速率的PCB 迹线必须被视为传输线。
阻抗基础培训
2. 阻抗测试原理 阻抗测试就是在示波器发出一种脉冲波后,同时接收其 反射波,然后将此两种脉冲对比分析,从反射能量的大小 得出阻抗值,同时在荧光屏上显示出来(TDR输出讯号传 送到电路板,传送到电路之线路,通过反射波上升或下降 再与仪器本身所放出的讯号作比较,换算而得电路板之 阻抗值)
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21
FPC 阻抗与各参数之间的关系
International
上述部分讯号能量的反弹，将造成原来良好品质的方波讯号，立即 出现异常的变形（即发生高准位向上的Overshoot，与低准位向下 的 Undershoot，以及二者后续的 Ringing。此等高频噪声严重时 还会引发误动作，而且当时脉速度愈快时噪声愈多也愈容易出错。
上下层线路重叠、量测点间距不符规定
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
23
阻抗条设计
International
特性阻抗
Impedance Trace = Simulated Line Width/Space
0.100 ” 0.100 ”
Trace Length = 3”~6”
Drill Size <= 1.05mm PTH Holes
22
阻抗线路检查事项
International
■线宽 / 线距 (Line Width / Spacing ) ■检查接地点是否正确 (GND Connection Check) ■Coupon 设计错误范例 (Improper Design Practices)
线路上钻孔、不适当的Dummy pad、不适当的Anti-Pad
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将讯号的传输看成软管送水浇花
International
由上可知当“讯号”在传输线中飞驰旅行而到 达终点，欲进入接受组件（如 CPU 或 Memory 等大小不同的 IC）中工作时，则该讯号线本 身所具备的“特性阻抗”，必须要与终端组件 内部的电子阻抗相互匹配才行，如此才不致任 务失败白忙一场。用计算机术语说就是“正确 执行指令，减少噪声干扰，避免错误动作”。 一旦彼此未能匹配时，则必将会有少许能量回 头朝向“发送端”反弹，进而形成反射噪声 （Noise）的烦恼。
数据电缆中特性阻抗的解析
数据电缆中特性阻抗的解析一、概述在现在各类型号的数据电缆生产中，最重要也是最基本的四个参数：特性阻抗(IMPEDANCE)、衰减(ATTENUATION)、近端串音(NEAR-END CROSSTALK)、结构回波损耗(SRL)。
相比之下，这四个参数中最难控制应是特性阻抗，尤及对于特殊的多工序控制的数据缆，如阻水五类缆(UTP-ZS)、屏蔽五类缆(FTP)等。
怎样使其与衰减达到平衡，怎样使其波动范围控制在100+15Q 之内。
本文主要是从理论和实际操作中的经验所得来对特性阻抗的控制进行分析。
(由于数据电缆属典型的对称通信电缆，所以以下所有的计算都基于理想的对称回路)二、计算(一)、特性阻抗数值(ZC)的理论计算：ZC= ( R2+Q2L2/G2+®2C2) 1/4其中的R、G、L、C为线路的一次传输参数(单个回路的电阻、电导、电感、电容)。
由于数据缆的应用环境为100MHz，远远大于3()KHz，属高频范围，所以有®L》R，®C》G，故有ZC= (R2+®2L2/ G2+3 2C2) 1/4匕(O)2L2/6)2C2) 1/4= (L/C) 1/2，由以上式中可以看出要想算出ZC，只要知道L、C就可以了o(-)、孤立回路电感(L)的理论计算：当回路通以交流电后，则在回路的导电线芯中和回路周围产生磁通①，导电线芯内的叫内磁通，导电线芯外的叫外磁通。
电感为磁通①与引起磁通的电流I之比，所以相应的内外磁通亦有内外电感(L内和L外)，总电感为L=L 内+L 夕卜。
L内为导线内部的磁通与流过导线的电流之比所决定的。
它的计算公式可在求二孤立导线有效电阻时，其复数功率的虚部来求得。
其计算公式如：L内二Q(x) *10-4 (亨/公里)L外是导线外(与回路本身所交链的)磁通与流过被交链导线中电流之比，即L外二①/I。
回路的磁场分布如图1所示。
回路两导线中»由导线a电流所产生的磁场强度为H a =1/2 TH•，由导线b中电流所产生的磁场强度为Hb二1/2兀(a-r)，由图1中可以看出H=H a +Hb=I (l/r+l/(a-r)) /2兀,由此L外可由式L=/zH/I 求得。
传输线 特征阻抗
传输线特征阻抗传输线是指用于电信号传输的导线或导缆。
在实际的电路中，传输线的特性阻抗起着至关重要的作用。
特性阻抗是指传输线上电压和电流之间的比值。
它是传输线固有的电性特性，与传输线的几何尺寸、材料特性以及电磁环境等因素密切相关。
特性阻抗决定了传输线上信号的传播速度和衰减情况，对于信号的传输质量起着重要的影响。
传输线的特性阻抗可以分为两种类型：纯电阻特性阻抗和纯电感特性阻抗。
纯电阻特性阻抗是指传输线上的电阻和电感对特性阻抗的影响较小，主要由导线的电阻决定。
纯电感特性阻抗是指传输线上的电感对特性阻抗的影响较大，主要由传输线的电感决定。
在实际应用中，常用的传输线类型有平行线、同轴电缆和微带线等。
不同类型的传输线具有不同的特性阻抗。
例如，平行线的特性阻抗主要由线间距、线径和线材料等参数决定；同轴电缆的特性阻抗主要由内外导体的半径和介质的相对介电常数等参数决定；微带线的特性阻抗主要由传输线的宽度、介质的相对介电常数和介质厚度等参数决定。
特性阻抗的数值通常以欧姆为单位。
对于同一种类型的传输线，其特性阻抗是一个固定的值。
在设计电路时，需要保证信号源的输出阻抗与传输线的特性阻抗匹配，以避免信号的反射损耗。
同时，接收端的输入阻抗也需要与传输线的特性阻抗匹配，以最大限度地提取信号。
特性阻抗的大小直接影响信号的传输质量。
当特性阻抗与信号源或接收端的阻抗不匹配时，会导致信号的反射和衰减。
如果特性阻抗过高或过低，会导致信号的失真和衰减。
因此，在设计传输线时，需要根据具体的应用需求选择合适的特性阻抗。
在高速信号传输领域，特性阻抗的匹配成为一项重要的技术挑战。
高速信号的传输要求传输线的特性阻抗尽可能稳定和准确。
传输线上的任何微小扰动都可能引起特性阻抗的变化，从而影响信号的传输质量。
因此，在高速信号传输中，需要采取一系列的措施来保证传输线的特性阻抗的稳定性和准确性。
传输线的特性阻抗是传输线固有的电性特性，对于信号的传输质量起着重要的影响。
特性阻抗的专业解释
高速设计中的特性阻抗问题
在高速设计中，可控阻抗板和线路的特性阻抗是最重要和最普遍的问题之一。首先了解一下传输线的定义：传输线由两个具有一定长度的导体组成，一个导体用来发送信号，另一个用来接收信号(切记“回路”取代“地”的概念)。在一个多层板中，每一条线路都是传输线的组成部分，邻近的参考平面可作为第二条线路或回路。一条线路成为“性能良好”传输线的关键是使它的特性阻抗在整个线路中保持恒定。
瞬时阻抗或特性阻抗，对信号传递质量而言非常重要。在传递过程中，如果下一步的阻抗和上一步的阻抗相等，工作可顺利进行，但若阻抗发生变化，那会出现一些问题。
为了达到最佳信号质量，内部连接的设计目标是在信号传递过程中尽量保持阻抗稳定，首先必须保持传输线特性阻抗的稳定，因此，可控阻抗板的生产变得越来越重要。另外，其它的方法如余线长度最短化、末端去除和整线使用，也用来保持信号传递中瞬时阻抗的稳定。
线路板成为“可控阻抗板”的关键是使所有线路的特性阻抗满足一个规定值，通常在25欧姆和70欧姆之间。在多层线路板中，传输线性能良好的关键是使它的特性阻抗在整条线路中保持恒定。
但是，究竟什么是特性阻抗？理解特性阻抗最简单的方法是看信号在传输中碰到了什么。当沿着一条具有同样横截面传输线移动时，这类似图1所示的微波传输。假定把1伏特的电压阶梯波加到这条传输线中，如把1伏特的电池连接到传输线的前端(它位于发送线路和回路之间)，一旦连接，这个电压波信号沿着该线以光速传播，它的速度通常约为6英寸/纳秒。当然，这个信号确实是发送线路和回路之间的电压差，它可以从发送线路的任何一点和回路的相临点来衡量。图2是该电压信号的传输示意图。
从电池的角度看时，如果信号以一种稳定的速度沿着传输线传播，并且传输线具有相同的横截面，那么在0.01纳秒中每前进一步需要相同的电荷量，以产生相同的信号电压。当沿着这条线前进时，会产生同样的瞬时阻抗，这被视为传输线的一种特性，被称为特性阻抗。如果信号在传递过程的每一步的特性阻抗相同，那么该传输线可认为Biblioteka 可控阻抗传输线。 线路的阻抗
信号线 线基的阻抗
信号线线基的阻抗
信号线基础的阻抗是信号传输中一个重要的参数。
阻抗可以被定义为信号线对于电流和电压的响应。
在信号传输中，阻抗匹配是保证信号传输质量的关键要素之一。
信号线的阻抗可以影响信号传输的速度、干扰抑制以及信号衰减情况。
在通信和电子设备中，常见的信号线阻抗为50欧姆和75欧姆。
这两种阻抗被广泛应用于各种不同的应用中。
阻抗匹配是指信号源的输出阻抗与信号线的输入阻抗相匹配。
当信号源的输出阻抗与信号线的输入阻抗不匹配时，信号的一部分将被反射回信号源，导致信号传输的失真和衰减。
为了确保信号线基础的阻抗匹配，可以采取以下措施：
1. 使用符合标准的信号线：选择符合设计要求的信号线，如常见的同轴电缆或平衡线对来降低阻抗不匹配的影响。
2. 配置合适的连接器：选择合适的连接器可以确保连接的稳定性和阻抗匹配。
连接器的设计和制造质量对信号传输的阻抗有直接影响。
3. 结束阻抗匹配：在信号线的末端配置终止电阻可以抑制信号反射和干扰，改善信号传输质量。
4. 电路设计优化：在电路设计阶段，应考虑阻抗匹配的要求，选择适当的元件和布局，以确保信号线基础的阻抗匹配。
总之，信号线基础的阻抗匹配是保证信号传输质量的重要因素。
通过选择合适的信号线、连接器和采取阻抗匹配的措施，可以提高信号传输的质量和可靠性。
讯号线特性阻抗相关知识
D.对绞张力： 两根单线在对绞过程中，张力需适当，张力过小，易造成绞距不均（跳股）且两根单线绞合太松最 终导致单线间导体间距不稳定，最终影响相关传输特性；张力过大，易造成导体拉小，绝缘OD变
小，绝缘变形最终也会影响对绞线品质。因此生产过程中需选择合适张力并保持放线张力稳定性， 建议两根单线之间张力差异值小于10g（內部標準）
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2.对绞线生产流程
东莞元太公司目前主要生产UL10064系列对绞线，其规格分100Ω、110Ω。公司生产设备高速对绞 机20余台，退扭机10台，每月产能约600万米。现针对对绞线生产流程大致介绍如下：（参照QC工 程图）
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3.主要生产工艺控制
对绞线关键生 产工艺
单支铜丝OD
解析对绞线特性阻抗
日期：2016-4-7
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目录
1.对绞线作用； 2.对绞线生产流程； 3.对绞线主要生产工艺控制； 4.特性阻抗介紹； 5.影响特性阻抗的因素； 6.行業UL10064對絞線生產瓶頸；
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1.对绞线简介
双绞线(TP:Twisted Pairwire)是综合布线工程中最常用的一种传输介质。 双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可降低 信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消，因此对绞线相对 单线而言具备传输速率快，信号更稳定之优点，目前广泛用于各种高频信号传输场所。 根据屏蔽状况，对绞线分为：有屏蔽绞线（STP）及无屏蔽绞线（UTP），同时根据不同传输特性 要求，对绞线使用之材料种类较多，如绝缘材料通常有PE，FEP，ETFE等等，导体通常有镀锡铜， 银铜合金，铜包钢等等。
信号线特征阻抗详解与设计规范
信号线特征阻抗详解与设计规范对于高速PCB的设计,工程师们所关注的是受控阻抗的电路设计以及相关线路的阻抗特征等问题,但是,这对于专注于Layout的工程师来说,这是一个非常不直观的问题,同样许多经验不多的电子工程师也对此感到非常困惑.现在我们来介绍一下特征阻抗的最基本的知识,以及在实际布线中应当注意的问题对于传输线:两个具有一定长度的导体就构成传输线。
其中的一个导体成为信号传播的通道，而另外的一个导体则构成信号的返回通路（在这里我们提到信号的返回通路，实际上就是大家通常理解的地，但是为了叙述的方便，暂且忘掉地这一概念。
）。
在一个多层的电路板设计中，每一个PCB互联线都构成传输线中的一个导体，该传输线都将临近的参考平面作为传输线的的第二个导体或者叫做信号的返回通路。
什么样的PCB互联线是一个好的传输线呢？通常如果在同一个PCB互联线上特征阻抗处处保持一致，这样的传输线就成为高质量的传输线。
什么样的电路板叫做受控阻抗的电路板？受控阻抗的电路板是指PCB板上所有传输线的特征阻抗符合统一的目标规范，通常是指所有传输线的特征阻抗的值在25Ω到70Ω之间。
从信号的角度来考察考虑特征阻抗最行之有效的办法是考察信号沿着传输线传播时信号本身看到了什么。
为简化问题的讨论起见，假定传输线为微波传输带（microstrip）类型，并且信号沿传输线传播时传输线各处的横断面保持一致。
给该传输线加入幅度为1V的阶跃信号。
阶跃信号是一个1V的电池，由前端接入，分别连接在信号线和返回通路之间。
在接通电池的瞬间，信号电压波形将以光速在电介质中行进，速度通常约为6英寸/ns（信号为什么行进如此快速，而不是接近电子传播的速度大约1cm/s，这是另外一个话题，这里不做进一步介绍）。
当然在这里信号仍然具有常规的定义，信号定义为信号线与返回通路上的电压差，总是通过测量传输线上任何一点与之临近的信号返回通路之间的电压差值来获得。
信号沿传输线方向以6英寸/ns的速度向前传输。
信号传输线及其特性阻抗
信号传输线及其特性阻抗林金堵随着电子产品小型化、数字化、高频化和多功能化等的快速发展与进步，作为电子产品中电气的互连件—PCB中的导线的作用，已不仅只是电流流通与否的问题，而且是作为“传输线”的作用。
也就是说，对于高频信号或高速数字信号的传输用的PCB之电气测试，不仅要测试线路的“通”、“断”、“短路”等是否合乎要求，而且还要其“特性阻抗值”是否合乎要求，只有这两方面都“合格”了，PCB才符合允收性。
1 信号传输线的提出1.1 信号传输线的定义这是为了区别常规导线而提出的名称。
按IPC-2141的3.4.4条的定义：“当信号在PCB 导线中传输时，若导线的长度接近信号波长的1/7，此时的导线便成为信号传输线”了。
有的文献认为，导线的长度接近波长的1/10时，应按信号传输线处理。
显然，后者更严格（显得‘过分’），但大多数人认定为前者。
大家知道，电流通过导体时，会受到一个“阻力”，在直流电中是电阻，符合欧姆定律。
即：R=V/I在交流电中的“阻力”是由“电阻”、“感抗”和“容抗”的综合结果，即：Z=〔R2+（X L-X C）2〕1/21.2信号传输线的判断元件有很高频率信号传输，但经过导线传输后，频率下降（时间延迟）了，导线越长，时间延长越厉害，当导线的长度接近于波长时，或信号速度（频率）提高到某一范围时，传输的信号便会出现明显的“失真”。
⑴高频信号的传输。
假设：（一）元件的信号传输频率f=10MH Z，导线L=50cm,则C=f*λλ= C/fλ/L= C/f*L=60属于常规导线。
（二）元件的信号传输频率f=1GH Z，导线的长度L=10cm,则λ/L= C/f*L=3不属于常规导线，应进行特性阻抗值控制的传输线。
⑵脉冲信号的传输。
在数字电路中从“0”到“1”的上升时间t r是很短的.但可用下面公式来计算频率f max：f max=0.35/t r假设：元件的上升时间t r是=2ns，则f max=0.35/t r=175 MH ZL= C/ f max*7=24.5 cm当导线长度≥24.5 cm时，应作为信号传输线处理。
信号完整性(七)：特性阻抗
信号完整性（七）：特性阻抗
当信号在传输线上传播时，信号感受到的瞬态阻抗与单位长度电容和材料的介电常数有关，可表示为：
如果PCB 上线条的厚度和宽度不变，并且走线和返回平面间距离不变，那么信号感受到的瞬态阻抗就不变，传输线是均匀的。
对于均匀传输线，恒定的瞬态阻抗说明了传输线的特性，称为特性阻抗。
如果PCB 上线条的厚度增大或者宽度增加，单位长度电容增加，特性阻抗就变小。
同样，走线和返回平面间距离减小，电容增大，特性阻抗也减小。
一个很重要的特性阻抗就是自由空间的特性阻抗，也叫自由空间的波阻抗，在EMC 中非常重要。
自由空间特性阻抗为
对于常见的FR4 板材的PCB 板上，特性阻抗的典型结构如图所示。
对于微带线，线宽W 是介质厚度h 的2 倍。
对于带状线，线条两侧介质总厚度b 是线宽W 的两倍。
FR4 板材的PCB 板上，特性阻抗传输线另一个特性是：
单位长度电容=3.3pF/in
单位长度电容=8.3nH/in
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典型NB Cable用线特性阻抗选择计算表：
以UL10064 FEP对绞线为例，设计阻抗100±7Ω
解析对绞线特性阻抗
日期：2016-4-7
精品课件
目 录
1.对绞线作用； 2.对绞线生产流程； 3.对绞线主要生产工艺控制； 4.特性阻抗介紹； 5.影响特性阻抗的因素； 6.行業UL10064對絞線生產瓶頸；
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1.对绞线简介
双绞线(TP:Twisted Pairwire)是综合布线工程中最常用的一种传输介质。
控制好导体直径 ，模具的精度至关重要，在设备运行状况良好的条件下，导体直径偏差不可超 0.003mm,因此，在拉丝生产过程中应经常关注拉丝机的运行状况及拉丝模精度的控制。
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续上
B.绝缘单线OD： 绝缘线芯外径偏差和同心度是绝缘单线生产过程中最不易控制因素，而绝缘线芯外径的波动和偏
心会导致两导线间距离的变化，这种变化的结果使特性阻抗ZC值发生变化，两导线间距离变化越大 特性阻抗ZC值波动就越大，严重时会远远偏离标称值。考慮到押出工藝之可行性，绝缘外径偏差一 般控制在±0．01 mm以内，同心度不得小于80％（此標準為我司內部根據目前生產工藝及實際測試 數據總結得來）。要想得到比较均匀的特性阻抗，就要保证生产出的绝缘线芯的绝缘厚度和同心度 都很好。 造成绝缘偏心的主要因素有：模芯与导体间的间隙过大造成导线在模芯内晃动、挤塑温 度过高，在冷却前热的塑料因重力作用下坠而造成、模芯和外模同心度不够等等。
工程图）
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3.主要生产工艺控制
对绞线关键生 产工艺
单支铜丝OD
绝缘单线OD
绝缘单线同心 度
对绞绞距
对绞张力
退扭后絞距
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元太針對對絞線之管控
A.单支铜OD： 通过对阻抗公式的分析得知：导体的OD對絞線特性阻抗會產生影響。 导体直径的OD会影响电感和电容的大小，进而成为影响特性阻抗ZC ，这是不可忽视的因素。要想
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4.特性阻抗（Zc）的定义
特性阻抗是指当电缆无限长时该电缆所具有的阻抗，是阻止电流通过导体的一种电阻名称，它不是常规意 义上的直流电阻。特性阻抗包括：容抗（C)、感抗(L)、低直流阻抗(R），当低频时，Zc主要为低直流阻抗(R）， 但高频传输过程则主要是容抗（C)及感抗（L）。
一条电缆的特性阻抗是由电缆的电导率、电容以及阻值组合后的综合特性。假设一根均匀电缆无限延伸， 其发射端在某一频率下的阻抗称为特性阻抗 (Characteristic Impedance)。它由诸如导体的集合尺寸、导体 间的中心距离、传输线本身的结构、电缆绝缘材料的介电常数等因素决定，与数据传输线的长短无关。
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5.影响对称电缆特性阻抗（Zc）的因素
影响Zc的因素 等效介电常数
导体直径 导体中心距（绝
缘线径OD) 对绞绞距
影响因素与Zc的变化关系
影响因素的变化
Zc的随之变化
↑
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↓
↑
↑
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↑
↑
↓
↓
↑
↑
↓
↓
比例关系 反比 反比 正比 正比
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NB CABLE的特性阻抗（Zc）计算
ZC
120 * ln( 2 D )
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E.退扭后絞距： 在对绞绞距较小情况下，在对绞过程中，绞线产品会产生扭转应力，因此需要在原有对绞基础
上进行退扭，释放扭转应力，可适当减少因扭转应力过大造成绝缘变形、损伤以及客户端放线裁线 过程中线材打扭等现象。
退扭后絞距管控：退扭率大小直接影响退扭后线材结构及传输特性之稳定性，退扭率过小， 无法释放对绞扭转应力，线材易变形、损伤且裁线后线材打扭；退扭率过大，造成对绞结构松散， 阻抗不稳定。目前我司退扭率为40%（退扭后絞距較退扭前偏大約0.3-0.4ห้องสมุดไป่ตู้m）
D.对绞张力： 两根单线在对绞过程中，张力需适当，张力过小，易造成绞距不均（跳股）且两根单线绞合太松
最 终导致单线间导体间距不稳定，最终影响相关传输特性；张力过大，易造成导体拉小，绝缘OD变
小，绝缘变形最终也会影响对绞线品质。因此生产过程中需选择合适张力并保持放线张力稳定性， 建议两根单线之间张力差异值小于10g（內部標準）
数据传输线的瞬间阻抗或者是特征阻抗是影响信号品质及完整性的最重要的因素。如果信号传播过程中， 相邻的信号传播间隔之间阻抗保持一致，那么信号就可以十分平稳地向前传播，因而情况变得十分简单。如果 相邻的信号传播间隔之间存在差异，或者说阻抗发生了改变，信号中能量的一部分就会往回反射，信号传输的 连续性也会被破坏，由此会带来诸如回波损耗偏大、信号传输辐射增大、信号传输完整性不足等问题。
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C.对绞绞距： 通常情况下，电缆的使用频率越高，信号的波长就越短，绞对节距越小时平衡效果才好。但过小的
绞合节距又会带来生产效率低和绝缘芯线及导体扭伤变形的问题。绞距过大，则两根单线之间信号 传输平衡性及稳定性越差，一般绞距选择需综合考虑如下因素：信号传输稳定性，产品摇摆特性， 生产效率及对产品结构本身之影响等等。
要求，对绞线使用之材料种类较多，如绝缘材料通常有PE，FEP，ETFE等等，导体通常有镀锡铜，
银铜合金，铜包钢等等。
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2.对绞线生产流程
东莞元太公司目前主要生产UL10064系列对绞线，其规格分100Ω、110Ω。公司生产设备高速对
绞机20余台，退扭机10台，每月产能约600万米。现针对对绞线生产流程大致介绍如下：（参照QC
e
d
其中： εe:绝缘材料的等效介电常数 D：外导体内径 d：内导体絞合外径 Ln:以无理数e=2.71728为底的对数的对数
＊由上式可以看出，NB对绞电缆特性阻抗只与导体直径D和d以及导体间介质的介 电常数εr有关，而与馈线长短、工作频率以及线缆终端所接负载阻抗无关；此 公式為理論計算公式，供設計參考，實際阻抗值會有偏差。
双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可降低
信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消，因此对绞线相对
单线而言具备传输速率快，信号更稳定之优点，目前广泛用于各种高频信号传输场所。
性 根据屏蔽状况，对绞线分为：有屏蔽绞线（STP）及无屏蔽绞线（UTP），同时根据不同传输特