传输线特性阻抗基知识

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实验1 理想微带传输线特性阻抗模拟

實驗一理想微帶傳輸線特性阻抗模擬ㄧ、原理說明一般常見的電子電路都是以集總模式(lumped mode)來描述電路的行為，主要的假設是電路的工作波長遠大於實際電路尺度的大小，在頻率很低時可以得到相當正確的近似。

然而電路工作頻率變高時，也就是說工作波長與實際電路尺度大小差不多時，以集總模式來描述電路的行為其誤差相當大，因此必須以分散式模式(distributed mode )來考慮電路的行為，分散式模式的做法是將電路分成很小的片段，每一小片段可用電阻、電容及電感代表小片段的電路的行為，將每一小片段整合起來即為整個電路的行為。

圖1.1為傳輸線的等效電路圖，根據此圖可列出電壓在x+ x與x處的電壓差方程式，配合圖1.1 傳輸線的等效電路圖RLCG 元件可得出公式(1-1)，同理可得出電流方程式(1-2)。

兩邊同時除以∆x ，可得公式(1-3)及(1-4)兩邊對x 微分，得公式(1-5)及(1-6)將公式(1-4)及(1-6)代入公式(1-5)，得以極座標向量(phasor notation)表示電壓電流可得到頻率領域的表示式(,)(,)(,)(,)()(,)()(1-1)(,)(,)(,)(,)()(,)()(1-2)i x t v x x t v x t v x t R x i x t L x tv x x t i x x t i x t i x t G x v x x t C x t∂+∆-=∆=-∆-∆∂∂+∆+∆-=∆=-∆+∆-∆∂(,)(,)(,) (1-3)(,)(,)(,) v x t i x t Ri x t L x t i x t v x t G v x t Cxt∂∂=--∂∂∂∂=--∂∂ (1-4)222222(,)(,)(,) (1-5)(,)(,)(,) v x t i x t i x t R L xx x ti x t v x t v x t GCt xtt∂∂∂=--∂∂∂∂∂∂∂=--∂∂∂∂ (1-6)22222222(,)(,)(,)()(,)0 (1-7)(,)(,)(,)()(,)0 (1-8)v x t v x t v x t RC LG LCRG v x t xt ti x t i x t i x t RC LG LCRG i x t xtt∂∂∂-+--=∂∂∂∂∂∂-+--=∂∂∂(,)Re[()] (1-9)(,)Re[()] jwtjwtv x t V x e i x t I x e== (1-10)式中之α為衰減常數(attenuation constant)而β為相位常數(phase constant)，而傳輸線的特性阻抗，Z o ，定義為對於無損失之傳輸線R=G=0，所以γ=j β=jw(LC)1/2，傳輸線的特性阻抗(characteristic impedance)及傳輸延遲時間(propagation delay)參考圖1.2為具有負載端之傳輸線反射率222222()()()()()0 (1-11)()()()()()0 (1-12)d V x jw RC LG V x RG w LC V x dxd I x jw RC LG I x RG w LC I x dx-+--=-+--=222222()()0 (1-13)()()0 (1d V x V x dxd I x I x dxγγ-=-=2-14)w here w ave propagation constant(R jw L)(G jw C )γ=++222()()0 () (1-15)()() (1-16)xxd V x V x V x VeVedtR jw L G jw C j γγγγαβ-+--=⇒=+=++=+--++--+--++=+=-=-+=+-=+-=VjwLR I V jwLR I eI eI e VeVjwLR dxx dV jwLR x I x I jwL R dxx dV xxx xγγγγγγγ , )()(1)()()()(jwCG jwL R jwLR IV IV Z ++=+===--++γ0LCT CL Z d o == ,負載端的反射係數(reflection coefficience)，ΓL沿著為若負載端接上Z L 的負載，則負載端的反射係數ΓL 及傳輸線路的徑阻抗Z(x)為輸入端的阻抗Z in 為xL xxxxxeeVV eVe V x V incident x V reflected x eVeV x V γγγγγγ22 )()()()(Γ====Γ+=+--+---+)0(Γ==Γ+-VV L rxL x rx L x rxL xrxL xeee e Z x I x V x Z e eZ Vx I e e V x V Γ-Γ+==Γ-=Γ+=---+-+γγγγ0)()()()()()()()(1)(1)(|| and 11000x x Z x Z Z Z Z Z eΓZ Z L L j L LLL L Γ-Γ+=+-=Γ=Γ-Γ+=φ圖1.2 具有終端負載的傳輸線ljZ Z l jZ Z Z eZ Z eZ Z e Z Z e Z Z Z eee e Z l Z Z L L lL lL l L l L lL ll L l in ββγγγγγγγγtanh tanh )()()()()(000000000++=--+-++=Γ-Γ+=-=----對於無損失之傳輸線輸入端的阻抗Z in 為傳輸線長度、訊號頻率、終端負載及傳輸線特性阻抗的函數。

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;

总复习传输线方程及其解

无耗线工作状态分析
传输线上反射波的大小，可用反射系数的模、传输线上反射波的大小，可用反射系数的模、驻波比和行波系数三个参量来描述。波比和行波系数三个参量来描述。反射系数模的变化范围为 0 ≤ Γ ≤1 驻波比的变化范围为行波系数的变化范围为
1≤ ρ ≤ ∞
0 ≤ K ≤1
传输线的工作状态一般分为三种：传输线的工作状态一般分为三种： (1)行波状态 (1)行波状态 Γ = 0, ρ = 1, K = 1
2、传播常数无耗线
γ = ( R1 + jω L1 )(G1 + jωC1 ) = α + j β β = ω L1C1
α =0
分布参数阻抗
EG
ZG
I0 V0
z =0
α , β , Z0
I
IL
V
VL
ZL
l
d =0
传输线终端接负载阻抗Z 距离终端d 传输线终端接负载阻抗 L时，距离终端处向负载方向看去的输入阻抗定义为该处的电压U 与电流I 之比，看去的输入阻抗定义为该处的电压 (z)与电流 (z)之比，与电流之比即
传输线的输入阻抗（从d点向负载看的输入阻抗，或视在阻抗）阻抗，或视在阻抗）
Z L + jZ 0 tg β d Z in (d ) = Z 0 Z 0 + jZ L tg β d
对给定的传输线和负载阻抗，对给定的传输线和负载阻抗，线上各点的输入的不同而作周期变化，阻抗随至终端的距离d 的不同而作周期变化，是一分布参数阻抗。它不能直接测量。种分布参数阻抗。它不能直接测量。
选取驻波最小点为测量 Z ( d ) = Z / VSWR = Z / ρ in min 0 0 ——距离负载的第一点——距离负载的第一个电压驻波最小点位置；终端短路，确定电压波节点终端短路，

射频电路第3次课-1.7传输线及特性阻抗

波导传输射频信号的优点是功率容量大、损耗低，特别适合波长在10cm以上的波段。它的缺点是体积大重量大。同轴电缆适合传输信号功率不大，对传输线损耗要求不高的场合。平行线是两条材质和直径相同，在绝缘介质的支撑下相互平行的导线。它的特点是结构简单、成本低廉，早期无线电视经常用它作为天线的馈线。近年来，随着航天科技、移动通信和以RFID为基础的物联网的发展，对射频元器件的小型化、轻量化、宽频带、易集成等提出了更高的要求。因此又发展了 PCB微带线和带状线。几种传输线的横截面结构

需要注意的是，特性阻抗是在行波传输时测得的，仅对射频信号有意义，它反映传输线对射频信号的传输特性。它不是传输线的直流电阻。如果传输射频信号的传输线的特性阻抗不一致，在某处发生了变化，射频信号就会在阻抗变化处产生反射。从分布参数理论来看，传输线是一个分布参数系统。传输线的分布参数通常用单位长度上的电感L、电容C、电阻R和电导G 来表示。
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RG-8/U 或 RG-8/ AU 50Ω 大直径 RG-58/U 或 RG-58/AU 50Ω 小直径 RG-174/U 或 RG-174/AU 50Ω 微直径 RG-11/U 或 RG-11/AU 75Ω 大直径 RG-59/U 或 RG-59/AU 75Ω 大直径大直径同轴电缆较之小直径同轴电缆的信号损失要稍微小些。当传输距离很长时可以考虑使用大直径同轴电缆。一般短距离传输选择小直径(RG-58/U或 RG-59/U)同轴电缆,例如，作为接收天线馈线, 因为它们更容易敷设。微直径的RG-174主要作为器件之间的连接(例如接收器和预选器之间),在平衡变压器、共轴转换器和仪器上应用,有时也用在接收天线上。

传输线理论基础知识..

由上面式子可知，传输线上任意位置的复数电压和电流均有两部分组成，即有
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。

传输线特性阻抗(精)

传输线特性阻抗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l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。

传输线可分为单端（非平衡式）传输线和差分（平衡式）传输线，而单端应用较多。

单端传输线路下图为典型的单端（通常称为非平衡式）传输线电路。

单端传输线是连接两个设备的最为常见的方法。

在上图中，一条导线连接了一个设备的源和另一个设备的负载，参考（接地）层提供了信号回路。

信号跃变时，电流回路中的电流也是变化的，它将产生地线回路的电压降，构成地线回路噪声，这也成为系统中其他单端传输线接收器的噪声源，从而降低系统噪声容限。

这是一个非平衡线路的示例，信号线路和返回线路在几何尺寸上不同高频情况下单端传输线的特性阻抗（也就是通常所说的单端阻抗）为：其中：L为单位长度传输线的固有电感，C为单位长度传输线的固有电容。

单端传输线特性阻抗与传输线尺寸、介质层厚度、介电常数的关系如下：与迹线到参考平面的距离（介质层厚度）成正比与迹线的线宽成反比与迹线的高度成反比与介电常数的平方根成反比单端传输线特性阻抗的范围通常情况下为25Ω至120Ω，几个较常用的值是28Ω、33Ω、50Ω、52.5Ω、58Ω、65Ω、75Ω。

关于天线传输馈线的基本知识

关于天线传输馈线的基本知识1、传输线的特性阻抗无限长传输线上各处的电压与电流的比值定义为传输线的特性阻抗，用Ｚ0 表示。

同轴电缆的特性阻抗的计算公式为：Ｚ0＝〔60/√εr〕×Log ( D/d ) [ 欧]式中：D 为同轴电缆外导体铜网内径；d 为同轴电缆芯线外径；εr为导体间绝缘介质的相对介电常数。

通常Ｚ0 = 50 欧，也有Ｚ0 = 75 欧的。

由公式不难看出，馈线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、工作频率以及馈线终端所接负载阻抗无关.2、馈线的衰减系数信号在馈线里传输，除有导体的电阻性损耗外，还有绝缘材料的介质损耗。

这两种损耗随馈线长度的增加和工作频率的提高而增加。

因此，应合理布局尽量缩短馈线长度。

单位长度产生的损耗的大小用衰减系数β表示，其单位为 dB / m （分贝／米），电缆技术说明书上的单位大都用 dB / 100 m（分贝／百米）。

设输入到馈线的功率为Ｐ1 ，从长度为L（m ）的馈线输出的功率为Ｐ2 ，传输损耗TL可表示为：TL ＝ 10 ×Lg ( Ｐ1 /Ｐ2 ) ( dB )衰减系数为：β＝ TL / L ( dB / m )例如， NOKIA 7 / 8英寸低耗电缆，900MHz 时衰减系数为β＝ 4.1 dB / 100 m ，也可写成β＝ 3 dB / 73 m ，也就是说，频率为 900MHz 的信号功率，每经过 73 m 长的这种电缆时，功率要少一半。

而普通的非低耗电缆，例如，SYV-9-50-1， 900MHz 时衰减系数为β＝ 20.1 dB / 100 m ，也可写成β＝ 3 dB / 15 m ，也就是说，频率为 900MHz 的信号功率，每经过15 m 长的这种电缆时，功率就要少一半。

3、匹配概念什么叫匹配？简单地说，馈线终端所接负载阻抗ＺL 等于馈线特性阻抗Ｚ0 时，称为馈线终端是匹配连接的。

射频电路第3次课-1.7传输线及特性阻抗

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电介质材料速度因子聚乙烯 O. 66 泡沫塑料 O. 80 特氟纶 O. 70 电视天线系统中的同轴电缆特性阻抗为75Ω , 用铝金属箔做外层导体。用这种屏蔽层的电缆在很宽频带内的信号损失都较低。但是在大部分电视以外的应用中工作情况并不理想。问题出在用于外层导体的金属箔是铝,而铝是无法焊接的，这些天线通常要用如图所示F形接头连接。对于其他应用来说，这种连接的信号损失就太高了。
1.7.3 同轴电缆的结构
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同轴电缆是用于传输射频信号的最普通传输线。它由同心的两层导体组成。之所以叫做 “同轴”是因为两层导体有一条相同的轴线 (图1.12)。内层导体是一根实心的导线,外层导体是屏蔽层。屏蔽层通常是用导线编织成的, 也有多线式的屏蔽层。内绝缘层隔离开两层导体,它的材料有多种选择。常用的有聚乙烯、泡沫塑料和特氟隆(后者主要用于UHF 和微波频段)。同轴电缆的速度因子(V)是电缆中的信号速度与真空光速之比，因电介质材料的不同而不同, 例如:
R jwL Z0 G jwC

当频率很低时（f≤1kHz），wl 和wc很小可以忽略，计算式进一步简化为：
R Z0 G

当频率很高时(f≥100kHz)，wl 和wc很大，R 和G可以忽略，计算式进一步简化为：
L Z0 C

从
L 可以看出，传输线的特性阻抗与频率关 Z0 C 系不大，主要取决于传输线分布参数的大小。而传输线分布参数的大小主要由传输线的几何结构和绝缘介质的特性决定。由于同一型号传输线的几何结构和绝缘介质相同，它们的分布电感L、电容C、电阻R和电导G是相同的，所以特性阻抗相同。不同型号传输线的几何结构和绝缘介质不同，它们的分布参数也不同，所以特性阻抗不同。

导线的特性阻抗

导线的特性阻抗高速设计领域一个越来越重要也是越来越为设计工程师所关注的议题就是受控阻抗的电路板设计以及电路板上互联线的特征阻抗。

然而，对于非电子的设计工程师来说，这也是一个最容易混淆也最不直观的问题。

甚至很多电子设计工程师对此也同样感到困惑。

这篇资料将对特征阻抗做一个简要的直观介绍，希望帮助大家了解传输线最基本的品质。

1. 什么是传输线?什么是传输线？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，而另外一个导体则构成信号返回的通路（在这里我们提到的信号返回通路，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互联线上的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呢？受控阻抗的电路板就是指PCB板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。

2. 从信号的角度来考察考虑特征阻抗最行之有效的方法是考察信号沿着传输线传播时信号本身看到了什么。

为了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解质中行进，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。

射频基础知识

射频基础知识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：七、噪声系数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。

传输线阻抗和介电常数

传输线阻抗和介电常数（实用版）目录1.传输线的基本概念2.传输线阻抗的定义和计算方法3.介电常数的定义和影响因素4.传输线阻抗和介电常数对信号传输的影响5.应用实例正文1.传输线的基本概念传输线（Transmission line）是电子工程中一种用于信号传输的电路，通常由两个平行的导线组成，分别是信号线和地线。

在信号传输过程中，导线电阻和电感等因素会导致信号衰减和失真，因此研究传输线的性质对于保证信号质量至关重要。

2.传输线阻抗的定义和计算方法传输线阻抗（Impedance）是指信号在传输线上遇到的阻力，用 Z 表示。

阻抗是电阻（R）和电感（XL）的复合，即 Z=R+jXL，其中 j 是虚数单位。

阻抗的单位是欧姆（Ω）。

传输线阻抗的计算方法通常采用波动方程法。

对于一条均匀传输线，波动方程可以表示为：Z = √(L/C) * exp(-j * β * l)，其中 L 是传输线的电感，C 是传输线的电容，β是相速，l 是传输线的长度。

3.介电常数的定义和影响因素介电常数（Dielectric constant）又称相对电介质常数，是用来描述绝缘材料在电场中极化程度的物理量。

介电常数的大小反映了介质在电场作用下产生极化的能力。

介电常数的单位是真空介电常数，通常用 K 表示。

介电常数的大小受多种因素影响，如材料性质、温度、电场强度等。

不同材料的介电常数差异很大，例如空气的介电常数约为 1，而硅的介电常数约为 10000。

4.传输线阻抗和介电常数对信号传输的影响传输线阻抗和介电常数对信号传输有重要影响。

首先，阻抗会影响信号的衰减和传输速率。

当传输线阻抗与信号源阻抗不匹配时，会导致信号反射，从而降低信号传输的质量。

其次，介电常数会影响传输线的电容和电感，进而影响阻抗。

对于高频信号传输，介电常数较小的绝缘材料具有更好的传输性能。

5.应用实例在实际应用中，传输线阻抗和介电常数的研究对于设计和优化通信系统、射频电路和信号传输线路具有重要意义。

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。

信号完整性特性阻抗

为信号路径，另一个为返回路径
一种错误观点：线阻抗怎么是50Ω？是并联还是串联？传输线是一种新的理想电路元件。两个非常重要的特征：特性阻抗和时延，最关心的是信号与传输线的相互作用。理想传输线的电气特性在某些情况下是可以用 L-C 组合来近似的。但是，与 L-C 近似相比，理想传输线模型(彻底的分布式)的性能与实际互连线的实测性能更加吻合；模型的带宽也更高。将理想传输线这一电路元件添加到工具箱中，明显增强对信号与互连线相互作用的表达能力。
signal path──信号路径 return path──返回路径
图 7.3 某一时刻信号波形,信号指信号线和返回线两点间的电压
提示如果知道信号感受到的阻抗，根据信号大小就可以计算出电流。从这个意义上讲，信号可以被定义成电压或电流。
这些普遍的原则适用于所有的传输线，无论是单端传输线的还是差分传输线。
微带线也是一种非对称传输线，因为两条导线的宽度不一样，一条比较窄，另一条比较宽。
同理，带状线也是非对称传输线。
提示一般来说，绝大多数传输线本身的对称与否对信号的反射失真和串扰效应都不会造成什么影响。然而，返回路径的具体结构将严重影响地弹和电磁干扰问题
(注：反射比较简单，主要是阻抗匹配问题；EMI与微波领域关系太深。我们的切入点无疑是串扰和地弹，其焦点是SSN)。
当信号在传输线上传播时，两导线间就会产生电压，而这个电压又使两导线之间产生电场。
图7.6 当信号在传输线中传输时电场随之而建立。信号的速度取决于其在信号路径与返回路径周围材料中交变电场和磁场的建立速度和传播速度
在电压的作用下，电流必然在信号路径和返回路径中流
动。这样使两导体充电产生电压，从而建立电场，而两导

如何详细了解电缆的特性阻抗(精)

如何详细了解电缆的特性阻抗点击次数：116 发布时间：2010-12-9 8:55:58详细了解电缆的特性阻抗点击次数：1441 发布时间：2010-1-27 19:54:12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。

特性阻抗科技名词定义

特性阻抗科技名词定义中文名称：特性阻抗英文名称：characteristic impedance 定义：在给定线路参数的无限长传输线路上，行波的电压与电流的比值。

应用学科：电力（一级学科）；通论（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布特性阻抗：又称“特征阻抗”，它不是直流电阻，属于长线传输中的概念。

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。

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。

例如同轴线将会是50或75欧姆；而双绞线(用于电话及网络通讯)将会是100欧姆(在高于1MHz时)。

粗同轴电缆与细同轴电缆是指同轴电缆的直径大还是小。

粗缆适用于比较大型的局部网络,它的标准距离长、可靠性高。

由于安装时不需要切断电缆,因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置。

但粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆,安装难度大,所以总体造价高。

相反,细缆安装则比较简单,造价低,但由于安装过程要切断电缆,两头须装上基本网络连接头(BNC),然后接在T型连接器两端,所以当接头多时容易产生接触不良的隐患,这是目前运行中的以太网所发生的最常见故障之一。

国内标准计算机网络一般选用RG-8以太网粗缆和RG-58以太网细缆。

传输线的特征参数

传输线是电路中不可或缺的一部分，它能够在不同电路元件之间传递信号和电能。

为了正确设计和操作传输线，我们需要了解其特征参数和相关知识。

1. 传输线的基本概念和分类传输线是一种用于传输高频电磁信号的导体，其长度远大于信号波长。

传输线可以分为两种类型：单导线传输线和双导线传输线。

单导线传输线只有一个导体，通常是用作天线或单向数据链路。

双导线传输线则由两个平行的导体组成，通常用于高速数字信号和宽带模拟信号的传输。

2. 传输线的特征参数传输线的特征参数是指描述传输线电性能的多个参数，包括电阻、电感、电容和传输线特性阻抗等。

这些参数对于传输线的设计和性能至关重要。

2.1 电阻电阻是传输线的直流电阻，通常表示为每单位长度的欧姆数。

电阻的大小取决于传输线的材料、截面积和长度。

在高频信号传输中，电阻是产生功率损耗的主要因素。

2.2 电感电感是传输线传输信号时所产生的电磁感应现象，也被称为自感。

电感通常表示为每单位长度的亨利数。

电感的大小取决于传输线的几何形状和材料。

2.3 电容电容是由于导体之间的电荷分布而形成的电场能量存储，通常表示为每单位长度的法拉数。

电容的大小取决于传输线的几何形状和介质的相对介电常数。

在高频信号传输中，电容是传输线的主要反射参数。

2.4 传输线特性阻抗传输线特性阻抗是指传输线上的电压和电流比值，通常表示为欧姆数。

传输线特性阻抗由传输线的电容、电感和结构参数决定。

传输线特性阻抗可以影响信号的传输速度和功率损耗。

3. 传输线的参数计算和设计传输线的参数计算和设计是传输线设计过程中最重要的部分。

在计算和设计传输线时，需要考虑传输线的特性阻抗、衰减、相移和反射等因素。

3.1 传输线特性阻抗的计算传输线特性阻抗的计算需要考虑传输线的结构参数、电容、电感和介质常数等因素。

传输线特性阻抗可以通过计算公式或传输线模型进行计算。

3.2 传输线衰减和相移传输线衰减和相移是由于传输线上信号传输时所产生的功率损耗和时间延迟。

电线电缆特性阻抗介绍

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。

从公式看出，特性阻抗正比于电缆的感抗和容抗的平方根。

对于电缆一般所使用的绝缘材料来说，和2πfc相比，G微不足道可以忽略。

在低频情况，和R相比2πfL微不足道可以忽略，所以在低频时，可以使用下面的等式：注：原文这里是Zo = sqrt ( R / (j * 2 * pi * f * L))应该是有个笔误。

阻抗不应该是反比于感抗.实际上低频时应该是电阻和容抗占主导地位。

微波复习资料(情况总结版)

短路线的输入阻抗为纯电抗
这种特性使其常用于射频电路的电抗元件。
特定长度的短路线会呈现谐振特性
这种特性使得1/4波长或半波长短路线在射频电路中可以用作谐振器。
2）、开路线
负载端开路，——全反射
3）、行驻波状态（部分反射）
定义：可见这时线上既有行波分量也有驻波分量，故称为行驻波状态
电压振幅为最大值(波腹)
实轴左边端点为阻抗短路点：
实轴右边端点为阻抗开路点：
圆图中心点为阻抗匹配点：
整个圆电长度以为周期，所谓阻抗重复性
Smith阻抗圆图特点总结为“三点、三线、二面、二向、一转”口诀。
“三点”指：中心点为匹配点，右边端点为开路点，左边端点为短路点。
“三线”指：实轴为纯电阻，左半实轴为电压波节点，右半实轴为电压波腹点。
最大、最小的模式称为主模，其他模称为高次模。矩形波导的主模是TE10模。
Or K>Kc,F>Fc
=
TE10模场强与y（波导窄边）无关，场分量沿y轴均匀分布
11、传输线谐振器：什么是传输线谐振器；开路线/短路线等效为串联/并联谐振器
传输线谐振器是指将一段传输线一端短路、开路或接电抗负载所构成的谐振电路。
短路传输线的损耗可以等效为无耗传输线端接一电阻
半功率带宽（也称3dB带宽）BW
（1）λ/2半波长短路传输线在谐振频率附近可以等效为串联RLC谐振电路
（2）λ/4短路传输线谐振器在谐振频率附近可以等效为并联RLC谐振电路
（3）λ/2半波长开路传输线谐振器在谐振频率附近可以等效为一并联RLC谐振电路
（4）1/4波长开路传输线谐振器在谐振频率附近等效为一串联RLC谐振电路。
1、传输线阻抗公式
2、半波长阻抗重复性3、1/来自波长阻抗倒置性4、反射系数