详细了解电缆的特性阻抗
50-3同轴电缆参数
50-3同轴电缆参数50-3同轴电缆是一种常用的通信电缆,具有一定的特性参数。
本文将从电缆的构造、特性及应用等方面介绍50-3同轴电缆的相关参数。
一、50-3同轴电缆的构造50-3同轴电缆是由内部导体、绝缘层、外部导体和外护层组成的。
内部导体通常由铜或铜合金制成,用于传输信号。
绝缘层一般采用聚乙烯或聚四氟乙烯等材料,用于隔离内部导体和外部导体。
外部导体由铜网或铝箔制成,用于屏蔽外界干扰信号。
外护层则用于保护整个电缆结构,一般采用聚氯乙烯或聚乙烯等材料。
二、50-3同轴电缆的特性参数1. 阻抗:50-3同轴电缆的特性阻抗通常为50欧姆,这是为了与其他通信设备保持匹配,以确保信号传输的质量和稳定性。
2. 衰减:衡量信号传输过程中信号损失的参数,一般以每单位长度的衰减值(dB/m)表示。
50-3同轴电缆的衰减通常较低,适合长距离的信号传输。
3. 带宽:指信号传输的频率范围,一般以MHz为单位。
50-3同轴电缆的带宽一般较宽,可以支持高频率信号的传输。
4. 速度因子:指信号在电缆中传播的速度与真空中光速之比。
50-3同轴电缆的速度因子一般为0.66-0.81之间,根据具体材料和结构有所差异。
5. 电容:指电缆单元长度上的电容值,一般以pF/m为单位。
50-3同轴电缆的电容较低,有利于减少信号传输过程中的能量损失。
三、50-3同轴电缆的应用50-3同轴电缆广泛应用于各种通信系统中,特别是在无线电通信和有线电视系统中。
在无线电通信中,50-3同轴电缆可用于连接天线与信号源,传输射频信号。
在有线电视系统中,50-3同轴电缆可用于传输电视信号,保证图像和声音的传输质量。
总结:50-3同轴电缆是一种常用的通信电缆,具有50欧姆的特性阻抗,衰减低、带宽宽、速度因子适中以及低电容等特点。
它的特性参数使其成为无线电通信和有线电视系统中的理想选择。
通过了解50-3同轴电缆的构造、特性及应用,我们可以更好地理解和应用这种电缆。
同轴电缆的主要特性
同轴电缆的主要特性一、特性阻抗同轴电缆由同轴的内导体和外导体组成。
内、外导体之间填充同轴电缆的主要特具有一定电容率的绝缘介质。
在内、外导体上加一定值的电位差,两层导体间即会存在电场,同轴传输线中便形成一定的电容量。
当同轴传输线中通讨高频信号时,任一长度的同轴传输线上都会形成一定的电感量。
这些电容和电感在同轴电缆中是以分布状态存在的,以同轴传输线单位长度的电容和单位长度的电感所确定的这种并联的电容与串联的电感的组合状态,便形成了特性阻抗。
同轴电缆的特性阻抗是指在200MHz频率附近电缆的平均特性阻抗。
这是由于受材料和制造工艺等因素的限制,而不可能绝对保证同一条同轴电缆各处的特性阻抗完全相同,而只能取沿线所有的局部特性阻抗的算术平均值(常见的为75欧姆)。
二、反射损耗反射损耗也称为回波损耗,符号为RL。
我国目前的行业标准对反射损耗规定为18dB.而国产的大多数物理发泡型聚乙烯同轴电缆的反射损耗大约在18dB一22dB之间,通常情况下工作频率越高时,其反射损耗也越小,如SYWV一755一l型同轴电缆的衰减常数(dB/100m),在工作频率f=5MHz时.B<=2、0:f=50MHz时,B≤4.7;f=550MHz时,B≤15.8;f=1000MHz时,p≤22.0。
可见,在5MHz~1000MHz的频率范围,衰减的分贝数竟然相差10倍之多。
品质优良的同轴电缆,其衰减的频率特性曲线很平滑,不会出现吸收点,而且曲线上各频点的衰减值均可满足规定值的要求。
八、屏蔽衰减屏蔽衰减是衡量同轴电缆屏蔽性能的技术参数。
如果电缆的屏蔽性能不佳,其外部的电磁噪声干扰就会侵入,而内部传送的信号也会向外辐射,并影响其特性阻抗。
传送信号在电缆中将产生反射,从而形成入射波和反射波混合的合成波驻波。
反射将导致信号传输效率降低、图像和伴音质量的下降、数据信号抖动,严重时数据误码率骤增,系统将出现混乱。
普通编织网型同轴电缆的屏蔽层是由一层铝箔和一层金属编织网组成,编织网的密度越大越有利于屏蔽;而采用铜箔取代铝箔时,则屏蔽性能更佳。
电缆阻抗介绍
电缆阻抗介绍全部读完,先总结几点有用的(不是电子专业的,用词可能不太准确):1、阻抗是高频信号通过电缆时,电容和电感的反应。
这个用万用表无法测出。
2、阻抗是由线材(包括接头)材料和形状决定的,不随长度变化。
3、阻抗不匹配,会导致信号发生发射,衰减信号甚至产生再反射信号干扰。
电缆的阻抗术语音频: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)。
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。
线缆阻抗计算公式
线缆阻抗计算公式线缆阻抗是指电缆或导线对电流流动的阻碍程度,是电缆或导线的物理特性之一。
了解线缆阻抗的计算公式对于电气工程师和电子技术人员来说非常重要。
本文将介绍线缆阻抗的计算公式及其应用。
一、什么是线缆阻抗?线缆阻抗是指电缆或导线对电流流动的阻碍程度。
它是由电缆或导线的电感、电容和电阻等因素综合决定的。
电缆或导线的阻抗越大,通过它的电流越小;阻抗越小,通过它的电流越大。
二、线缆阻抗计算公式常见的线缆阻抗计算公式如下:1. 电缆或导线的电感阻抗计算公式:ZL = jωL其中,ZL为电感阻抗,j为虚数单位,ω为角频率,L为电感。
2. 电缆或导线的电容阻抗计算公式:ZC = 1 / (jωC)其中,ZC为电容阻抗,C为电容。
3. 电缆或导线的电阻阻抗计算公式:ZR = R其中,ZR为电阻阻抗,R为电阻。
4. 电缆或导线的总阻抗计算公式:Z = √(ZL^2 + ZC^2 + ZR^2)其中,Z为总阻抗,ZL为电感阻抗,ZC为电容阻抗,ZR为电阻阻抗。
三、线缆阻抗计算公式的应用线缆阻抗计算公式在电气工程和电子技术中具有广泛的应用。
1. 电缆设计:根据电缆的使用环境和要求,计算线缆的阻抗,选择适合的电缆材料和规格。
2. 信号传输:在数据通信中,为了保证信号的传输质量,需要计算线缆的阻抗,选择匹配的信号源和负载。
3. 电气系统分析:在电气系统中,计算线缆的阻抗有助于分析电路的特性和性能,确保电流和电压的稳定传输。
4. 高频电路设计:在射频电路设计中,计算线缆的阻抗有助于匹配电路的传输线和负载,提高电路的工作效率和性能。
线缆阻抗计算公式是电气工程和电子技术中必不可少的工具。
掌握线缆阻抗的计算方法,可以帮助工程师和技术人员设计和分析电路,提高电气系统的性能和可靠性。
同时,合理选择线缆材料和规格,可以有效降低能耗和成本,提高电缆的传输效率和质量。
单芯电缆的阻抗值
单芯电缆的阻抗值单芯电缆的阻抗值是指电缆在传输电信号时所表现出的阻抗特性。
阻抗值对于电信号的传输和匹配至关重要。
以下是关于单芯电缆阻抗值的详细解释:阻抗的定义:电缆阻抗是电信号在电缆中传播时所遇到的电阻、电感和电容等电性参数的综合体现。
它通常用欧姆(Ω)为单位,表示电缆对电信号流动的阻力。
传输线理论:单芯电缆的阻抗值与传输线理论有关。
传输线理论描述了电磁波在电缆中的传播方式,其中阻抗是描述电信号传输效果的关键参数。
电阻成分:阻抗中的电阻成分通常由电缆的导体电阻贡献。
电阻导致电信号在电缆中发生功率损耗。
电感成分:电感是由电缆的导体绕成线圈而形成的,它对于高频信号的传输具有重要作用。
电感导致电信号在电缆中产生相位延迟。
电容成分:电缆中的电容主要由导体和绝缘之间的电场引起。
电容对于电信号的高频响应和信号的传播速度起着关键作用。
匹配问题:电缆的阻抗值需要与连接的设备或系统匹配,以确保信号的有效传输。
匹配问题可以通过适当选择电缆阻抗来解决。
标准阻抗值:常见的单芯电缆阻抗值包括50Ω和75Ω,这两者是电信系统中最常见的阻抗标准。
50Ω电缆通常用于射频(RF)和通信系统,而75Ω电缆主要用于视频和广播系统。
波长和频率关系:阻抗值通常与电缆中传播的信号的波长和频率有关。
在高频信号传输中,阻抗的选择会更加关键。
传输线匹配:为了最大程度地减小反射和信号损失,电缆的阻抗应该与连接到它的其他传输线或设备的阻抗相匹配。
总体而言,电缆的阻抗值是一个重要的设计参数,影响着电信号的传输质量和系统性能。
在特定应用中,选择适当的阻抗值对于确保最佳的信号传输至关重要。
电缆的电抗和阻抗计算
电缆的电抗和阻抗计算
电缆是电力传输和信号传输中常用的导线,其电抗和阻抗的计算对于电力系统的设计和电路的分析非常重要。
本文将介绍电缆电抗和阻抗的计算方法及其应用。
首先,我们来了解一下电抗和阻抗的概念。
电抗是指电缆对交流电的阻碍程度,可以分为电感抗和电容抗。
电感抗是指电缆对电流变化的反应,主要由电感引起;电容抗是指电缆对电压变化的反应,主要由电容引起。
阻抗是指电缆对交流电的总体阻碍程度,包括电阻和电抗。
对于计算电缆的电感抗,我们可以使用下面的公式:
XL=2πfL
其中,XL表示电感抗,f表示频率,L表示电感。
对于计算电缆的电容抗,我们可以使用下面的公式:
XC=1/(2πfC)
其中,XC表示电容抗,f表示频率,C表示电容。
在计算电缆的总电抗时,我们需要考虑电感抗和电容抗的综合影响。
可以使用下面的公式计算电缆的总电抗:
Z=√(R^2+(XL-XC)^2)
其中,Z表示电缆的总电抗,R表示电缆的电阻,XL表示电感抗,XC表示电容抗。
通过计算电缆的电抗和阻抗,我们可以评估电缆在交流电路中的性能和稳定性。
在电力系统设计中,合理计算电缆的电抗和阻抗有助于保证电缆的传输效率和稳定性。
在电路分析中,我们可以根据电缆的电抗和阻抗来预测电路的响应和特性。
总之,电缆的电抗和阻抗计算是电力系统设计和电路分析中的重要内容。
通过合理计算电缆的电抗和阻抗,我们可以评估电缆的性能和稳定性,保证电力传输和信号传输的有效性。
这对于提高电力系统的运行效率和电路分析的准确性具有重要意义。
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.。
同轴电缆的传输特性与性能分析
同轴电缆的传输特性与性能分析同轴电缆是一种常用于传输高频(RF)信号的电缆,其传输特性与性能直接影响到信号的质量和稳定性。
本文将对同轴电缆的传输特性与性能进行详细的分析。
首先,同轴电缆的传输特性包括衰减、速度和阻抗。
衰减是指信号在传输过程中的损失,通常以每单位长度的分贝数(dB/m)来表示。
同轴电缆的衰减主要由导体电阻、绝缘材料损耗和辐射损耗等因素所造成。
对于高频信号的传输来说,衰减越小越好,以保证信号传输的质量和距离。
其次,同轴电缆的传输速度主要取决于电磁波在电缆中的传播速度,通常以光速的比例来表示。
同轴电缆中的电磁信号是以电磁波的形式传播的。
传输速度快的电缆可以更快地传输信号,提高通信效率。
一般来说,同轴电缆的传输速度在纳秒级别,比其他传输介质如双绞线要快。
最后,同轴电缆的特性阻抗对于信号传输的匹配和反射很重要。
特性阻抗是指信号传输时电缆两端的阻抗匹配,通常以欧姆(Ω)为单位。
当信号通过同轴电缆时,如果电缆的特性阻抗与信号源和负载的阻抗不匹配,会产生信号的反射,导致信号质量下降和传输损耗。
因此,正确选择与信号源和负载匹配的同轴电缆是十分重要的。
除了传输特性外,同轴电缆的性能也需要考虑。
性能包括抗干扰性、可靠性和可扩展性。
首先,抗干扰性是指同轴电缆对于外部干扰的抵抗能力。
由于同轴电缆一般用于高频信号传输,因此对于干扰的抵抗能力要求较高。
同轴电缆通常采用屏蔽结构,通过屏蔽层来阻挡外部干扰信号的影响,提高传输质量和稳定性。
其次,同轴电缆的可靠性是指其在长期使用过程中的性能保持能力。
可靠性可以从电缆的工作环境适应性、材料质量和结构设计三个方面来评估。
例如,同轴电缆需要适应高温、低温、潮湿等恶劣环境,并且需要使用耐磨损、耐高压等性能优良的材料来制造,以确保长期稳定的工作。
最后,同轴电缆的可扩展性是指其适用于不同的传输需求和应用场景的能力。
同轴电缆可以根据不同的频率要求和传输距离需求,进行相应的选型。
例如,在高频通信领域,需要选择频率范围更大、衰减更小的同轴电缆。
关于同轴电缆特性阻抗的测试方法
关于同轴电缆特性阻抗的测试方法自动化工程学院 闵亚军 201421070142摘要:特性阻抗是指当电缆无限长时电磁波沿着没有反射情况下的均匀回路传输时所遇到的阻抗,特性阻抗是射频同轴电缆传输的重要参数之一。
本文主要介绍几种同轴电缆特性阻抗的常用测试方法,包括TDR(时域测试法)、史密斯图法、谐振频率法,并简单介绍其基于的原理。
关键字:同轴电缆 特性电阻 时域测试法 史密斯图法引言特性阻抗是指当电缆无限长时电磁波沿着没有反射情况下的均匀回路传输时所遇到的阻抗,它是由电缆的电导率、电容以及阻值组合后的综合特性,正常的物理运行依靠整个系统电缆与连接器具有恒定的特性阻抗。
传输线匹配的条件就是线路终端的负载的阻抗正好等于该传输线的特性阻抗,此时没有能量的反射,因而有最高的传输效率,相反,传输效率会受到影响,所以特性阻抗值是整个传输回路中非常重要的一个参数。
接下来将简单介绍下测试这一参数的各种方法及其所基于的原理。
一、特性阻抗同轴电缆的特性阻抗定义为:入射电压跟入射电流的比值或者反射电压跟反射电流的比值,所以也称作波阻抗。
通过传输线理论的推导 ,我们可以很容易地得到特性阻抗的公式 :Cj G L j R Z c ωω++= (1) 输人阻抗定义为从电缆的某一个方向看进去,其电压和电流的比值 。
局部特性阻抗:电缆沿线长度方向上各点的特性阻抗。
平均特性阻抗:为特性阻抗在高频时的渐进值。
平均特性阻抗是沿线的所有局部特性阻抗的算术平均值。
二、常用测试方法2.1 时域测试法TDR(time domain reflection ,时域测试法)是一种通用的时域测试技术,广泛应用于PCB 、电缆、连接器等测试领域。
这种技术可以测出传输线的特性阻抗,并显示出每个阻抗不连续点的位置和特性(阻抗、感抗和容抗)。
相对于其他技术,TDR 能够给出更多的关于系统宽带相应的信息。
TDR 基于一个简单的概念:当能量沿着媒介传播时,遇到阻抗变化,就会有一部分能量反射回来。
电线电缆高频性能定义 及生产工艺对其的影响
电线电缆高频性能1.特性阻抗2.衰减3.回波损耗4.VSWR5.串音6.延时7.延时差8.转移阻抗9.屏蔽效应同轴线影响阻抗的因素﹕介电常数﹔绝缘线径﹔导体线径。
1) 介电常数是材料本身固有的﹐不同的材料具有不同的介电常数。
可通过发泡度的大小来改变介电常数的大小﹐即发泡度增大—介电常数减小—阻抗增大﹔发泡度不均匀—介电常数不均匀—阻抗不均匀。
2) 绝缘线径﹕绝缘线径增大—阻抗增大﹔绝缘线径不均匀—阻抗不均匀。
3) 导体线径: 导体线径增大—阻抗减小﹔导体线径不均匀—阻抗不均匀。
设计改善:阻抗偏小,加大线径或加大发泡度工艺改善:水中电容调小,对绞时注意防止芯线变形,同轴编织时注意张力调节等.•对绞线•影响阻抗的因素﹕•介电常数﹔绝缘线径﹔导体线径﹔对绞节距﹔绕包松紧(对屏蔽)﹔成缆节距﹔成缆包带松紧﹔编织的松紧﹔外被的松紧。
•1) 发泡度:发泡度增大—介电常数减小—阻抗增大﹔发泡度不均匀—介电常数不均匀—阻抗不均匀。
•2) 绝缘线径﹕绝缘线径增大—阻抗增大﹔绝缘线径不均匀—阻抗不均匀。
•3) 导体线径: 导体线径减小—阻抗增大。
•4)对绞节距﹕•a)非屏蔽线对﹕对绞节距减小—阻抗减小﹔•b)屏蔽线对﹕对绞节距增大—阻抗减小﹔•5) 绕包﹕绕包张力大—铝箔紧—阻抗小。
•6) 成缆节距(非对屏蔽)﹕成缆节距减小—阻抗减小。
•7) 成缆包带(非对屏蔽) ﹕成缆包带紧—阻抗减小。
•8) 编织的松紧(非对屏蔽) ﹕编织紧—阻抗减小。
•9) 外被的松紧(非对屏蔽) ﹕外被紧—阻抗小。
2. 衰减(Attenuation)衰减表示线路的材料等原因而引起的信号损失线缆的衰减主要由两部份组成﹐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”α= 10 log ( Pout / Pin ) = 20 log ( Vout / Vin )是指输出端功率(P out)比入射功率(P in),讯号损耗剩下多少。
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。
特性阻抗
五、影响同轴电缆特性阻抗(Zc)的因素
5.1 影响同轴电缆特性阻抗的因素及比例关系:
影响Zc的因素 影响因素与Zc的变化关系 影响因素的变化 ↑ 等效介电常数ε e ↓ ↑ 内导体直径d ↓ ↑ 外导体内/外径D ↓ ↑ 编织导体直径Dw ↓ ↓ ↓ ↑ 正比 ↑ ↑ 正比 ↑ ↓ 反比 Zc的随之变化 ↓ 反比 比例关系
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。 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。 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。
解析特性阻抗 Characteristic Resistance
目
一. 特性阻抗的定义
录
二. 对称电缆的特性阻抗计算 三. 影响对称电缆特性阻抗的因素
四. 同轴电缆的特性阻抗计算
五. 影响同轴电缆特性阻抗的因素 六. NB Cable特性阻抗控制的实验数据分析
一、特性阻抗(Zc)的定义
1. 特性阻抗(Zc)的定义
4.1.2.编织外导体,绞线内导体同轴电缆的特性阻抗计算如下:
同轴电缆阻抗测试方法
信息产业部信息传输线质量监督检验中心
第 4页
第三步,按下式(18)计算电缆结构反射系数阻抗 ΓSRC 。
ΓSRC =
Z in − Z avg Z in + Z avg
(18)
第四步,按下式计算电缆的结构回波损耗SRL:
SRL = 20 lg ΓSRC
注意,(18)式中 Z avg 为正实数,而 Z in 为具有实部和虚部的复数。
4、ANSI/SCTE 66 2003(IPS TP 006)标准中的同轴电缆平均阻抗测试方法 ANSI/SCTE 66 2003(IPS TP 006)标准中的同轴电缆阻抗测试方法为用计算机分别计算在整个 频率范围内网络分析仪测试采集数据的实部(R)的总和除以数据点数以及虚部(jX)的总和除以数据点 数,然后计算平均阻抗的辐值(Z)。
(19)
信息产业部信息传输线质量监督检验中心
第 1页
同轴电缆阻抗测试方法
特性阻抗作为电缆的重要指标一直是人们关注的对象,随着测试技术的不断发展,测试方法也 随之不断变化。阻抗测量可以采用时域测量的方法,也可以采用频域测量的方法。时域测量法可以 采用时域反射仪(TDR)或信号源加示波器组合两种方式;而频域测量法则采用网络分析仪或等似 等同的设备。频域测量方法中,按测试信号方向来看又可分为传输测量和反射测量两种方法;按测 试信号性质来看又可分为标量测量和矢量测量两种方法。 一、 电缆阻抗的概念 1、特性阻抗(Zc) 定义为:入射电压与入射电流之比或反射电压与反射电流之比(即波阻抗)。 2、输入阻抗(Zin) 定义为:当电缆终端端接与电缆本身阻抗一致的负载或电缆为无限长时(任意频率下),电缆 始端呈现的阻抗。 3、平均特性阻抗(Z∞) 定义为特性阻抗在高频时的渐进值。 二、 阻抗计算公式的推导和结构回波损耗的计算 1、传输线特性阻抗与传输速率的关系: 传输线特性阻抗与传输速率的原理公式为:
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。
对几种射频同轴电缆的介绍
对几种射频同轴电缆的介绍射频同轴电缆是一种用于传输高频电信号的电缆,广泛应用于通信、电视、无线传输等领域。
它由内导体、绝缘层、外导体和外护套组成。
下面就几种常见的射频同轴电缆进行介绍。
1.RG6电缆:RG6电缆是一种低损耗、低失真的同轴电缆,常用于有线电视和卫星电视系统。
它具有75欧姆的特性阻抗,能够传输高达1GHz的频率信号。
RG6电缆的内导体采用铜丝,增加了信号的传输稳定性。
绝缘层通常采用泡沫聚乙烯,提供了良好的电气性能和保护。
2.RG58电缆:RG58电缆是一种非常常见的射频同轴电缆,常用于计算机网络和通信设备的连接。
它具有50欧姆的特性阻抗,适用于频率范围在0-1GHz。
RG58电缆的内导体多为铜丝或铜合金,绝缘层通常采用聚乙烯,外导体采用铜编织屏蔽加上PVC护套。
这种结构使得RG58电缆能够传输高频信号,并且具备良好的抗干扰能力。
3.RG213电缆:RG213电缆是一种传输高功率高频信号的同轴电缆,适用于军事和无线电台系统。
它具有50欧姆的特性阻抗,频率范围在0-4GHz之间。
RG213电缆的特点是内导体由实心铜芯组成,能够提供更好的信号传输效果。
绝缘层采用PE泡沫聚乙烯,外导体为铜编织屏蔽加上PE或PVC护套。
RG213电缆的抗干扰性能更好,适用于长距离传输和高功率传输。
4.LMR400电缆:LMR400电缆是一种适用于户外应用的低损耗同轴电缆,具有50欧姆的特性阻抗。
它能够传输高达3GHz的高频信号。
LMR400电缆的内导体通常采用铜管,具有低阻抗和低损耗。
绝缘层采用泡沫聚乙烯,外导体为铜编织屏蔽及PVC或PE护套。
它具备耐候性和耐磨性,并且能够在各种恶劣环境下提供良好的信号传输质量。
总结起来,射频同轴电缆是一种用于传输高频电信号的电缆,不同类型的射频同轴电缆具有不同的特性阻抗、频率范围和适用场景。
选择正确的射频同轴电缆有助于确保良好的信号传输质量和抗干扰性能。
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。
1特性阻抗
.1特性阻抗特性阻抗也称波阻抗,是电缆的二次参数,它描述了电磁波沿均匀线路传播而没有反射时所遇到的阻抗,即线路终端匹配时,线路内任一点的电压波(U)和电流波(I)的比值。
特性阻抗可以用一个复数表示,当电缆线芯的材料、直径、绝缘形式确定后,特性阻抗只随频率的变化而变化。
特性阻抗Zc为回路上任意点电压波和电流波之比并有R、L、G、C分别为对绞回路的电阻、电感、电导、电容,虚部相位角Φ从零开始到频率f =800Hz时接近-45°,然后逐渐接近零。
可以看出传播常数和特性阻抗Zc均与电缆的一次参数R、L、G、C有关,TIA/EIA---568---A规定5类缆的特性阻抗为对于局部网布线系统来说,传输媒介具有稳定的阻抗值是很重要的,否则连接器硬件就会和电缆失配。
从而引起信号反射导致传输效率下降,甚至网络无法工作。
对于高频对称电缆,由于频率增加时,集肤效应增加,使内电感减小,而外电感与频率无关,所以随频率的增加,总电感近似于外电感,式中,为等效介电常数;a为绝缘线心外径;d为导体直径由式子可以看出特性阻抗和导体类型和直径,绝缘的类型和厚度有关,在某种程度上也与线对的绞合性能有关(因等效介电常数εr和绞合有关)。
由于一般的标准中都规定了导体的直径d=24(AWG),而且从实际情况中看来,此d值也是最理想值。
这样从上式看来影响特性阻抗的只有外径(外径可以看成和导线间距α相等)、组合绝缘介质的等效相对介电常数(εr)。
而且,Zc正比于α和λ,反比于εr。
所以只要控制好了α、λ、εr的值,也就能控制好。
在实际中常用输入阻抗Zin来表述电缆的特性阻抗。
其定义式中:Z0为终端开路时的阻抗测量值;Zs为终端短路时的阻抗测量值。
3.2 回波损耗回波损耗是数字电缆产品的一项重要指标,回波损耗合并了两种反射的影响,包括对标称阻抗(如:100Ω)的偏差以及结构影响,用于表征链路或信道的性能。
它是由于电缆长度上特性阻抗的不均匀性引起的,归根到底是由于电缆结构的不均匀性所引起的。
电缆的特性阻抗与阻值
Hale Waihona Puke 正常的物理运行依靠整个系统电缆与连接器件具有的恒定的特性阻抗。特性阻抗通常可以由电缆的连接和端结而造成轻微的改变。电缆的硬转弯或纽结也会改变电缆的特性阻抗。在不连续较轻的情况下,由于反射的信号微弱而且又经过电缆的衰减,所以对网络来说仍然能运行。大的阻抗不连续将会干扰数据传输。这类的不连续是由不良的电气连接、不正确的电缆端结、不匹配的电缆和不匹配的连接器的使用以及电缆中双绞电缆对的绞结方式错误而造成的。
在综合布线系统中,有很多忌讳,如:双绞线如果断开,是不可以直接直接连接在一起的,拉力不可过大,对于非屏蔽线缆弯曲半径至少为4倍的线缆外径,千万不要混用特性阻抗不同的电缆等等,这些都会导致特性阻抗的改变,在验收测试中,就表现为回波损耗测试参数较低。
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。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,在发射端的在某一频率下的阻抗称为“特性阻抗”(Characteristic Impedance)。这些参数是由诸如导体尺寸、导体间的距离以及电缆绝缘材料特性等物理参数决定的。
电缆正序零序阻抗和三相阻抗的区别
电缆正序零序阻抗和三相阻抗的区别在电力系统及电缆工程设计中,对电缆的阻抗特性进行准确理解与计算至关重要。
本文将围绕“电缆正序零序阻抗和三相阻抗的区别”这一主题,详细阐述这三种阻抗的概念、特点及其应用差异。
一、电缆正序阻抗1.概念:正序阻抗是指在三相交流系统中,三相电压、电流同相位时,电缆所表现出的阻抗特性。
2.特点:正序阻抗主要反映了电缆在三相对称运行状态下的阻抗性能,是电缆正常运行时的主要参考指标。
3.计算方法:正序阻抗通常通过测量三相电压和电流的幅值及相位关系,计算得到。
对于单芯电缆,正序阻抗等于电缆的交流阻抗。
二、电缆零序阻抗1.概念:零序阻抗是指在三相交流系统中,三相电压、电流相位相同且大小相等时,电缆所表现出的阻抗特性。
2.特点:零序阻抗反映了电缆在发生单相接地故障时的阻抗性能,对于系统接地故障的分析和处理具有重要意义。
3.计算方法:零序阻抗可以通过测量零序电压和电流的幅值及相位关系计算得到。
对于单芯电缆,零序阻抗通常大于正序阻抗。
三、三相阻抗1.概念:三相阻抗是指在三相交流系统中,任意两相电压和电流之间的阻抗特性。
2.特点:三相阻抗包括了正序阻抗、负序阻抗和零序阻抗,可以全面反映电缆在各种运行状态下的阻抗性能。
3.计算方法:三相阻抗通常需要分别计算正序、负序和零序阻抗,再根据系统运行状态进行合成。
四、区别与联系1.区别:正序阻抗、零序阻抗和三相阻抗分别反映了电缆在不同运行状态下的阻抗特性。
正序阻抗主要关注三相对称运行状态,零序阻抗关注单相接地故障状态,而三相阻抗则涵盖了所有运行状态。
2.联系:正序阻抗、零序阻抗和三相阻抗之间相互关联。
在实际应用中,通常需要根据系统运行状态和故障类型,选择合适的阻抗参数进行分析和处理。
总结:电缆正序零序阻抗和三相阻抗是电力系统中重要的参数,它们分别反映了电缆在不同运行状态下的阻抗特性。
了解和掌握这些参数的区别和联系,对于电缆工程设计和电力系统运行维护具有重要意义。
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详细了解电缆的特性阻抗术语音频: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。
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。
如果电容不跟随频率变化,则Z0和频率的平方根成反比关系,在接近直流的状态下有一个-45'的相位角,当频率增加相位角逐渐减少到0'。
当频率上升时,聚氯乙烯和橡胶材料会稍微降低电容,但聚乙烯,聚丙烯,特氟纶(聚四氟乙烯)的变化不大。
当频率提高到一定程度(f足够大),公式中包含f的两项变的很大,这时候R和G可能可以被忽略。
等式成为简化成高频下的电缆性质在高频下您不能把电缆视作一条简单的电缆。
在此时它是波导。
特性阻抗是为电磁波而设立的电阻系数。
故此阻抗负责描述高频下电缆的状态。
高频通常用100kHz以上的频率传输(当然能否高频传输取决于电缆)。
如果您在电缆一端输入合适频率的正弦交流信号,信号以电波的形式传播过电缆。
如果电缆的长度和该交流信号频率的波长相比是个很大的数字的话(注:即电缆长度是波长的很多倍),在传送过程中可以测量AC的电压和电流比,这个比值叫做这条电缆的特性阻抗。
实际上电缆的特性阻抗由电缆的几何形状和绝缘部分决定的。
电缆的长度不影响电缆的特性阻抗。
注:就是说使用多数绝缘材料电容不会起变化。
而电感量L的定义公式为L = μ(N^2/I)Sμ = 介质磁导率N = 线圈匝数I = 线圈长度S = 线圈横截面积可以看出,电感量只和材质及几何形状有关,和频率无关。
所以在f足够高的情况下,特性阻抗和频率没有关系了。
频率再高,特性阻抗都等于电感量除以电容量的平方根。
(实际上特性阻抗等于感抗容抗乘积的平方根,由于在乘积中约除了有关频率部分,所以有些资料中说特性阻抗和频率无关,实际上应该是在足够高频的情况下,特性阻抗和频率无关)同轴电缆的模型是怎么样的?同轴电缆可以表示为分布的串联电感和分布的并联电容,一种不对称的过滤装置排列起来,特定的电缆有唯一的值。
如果给定某个频率,而且这个频率合适,这套过滤装置可以最大化地传递信号;如果频率再提高的话,这套装置会削弱信号。
注:这段信息很有意思,考虑一下,特性阻抗没有变化,而信号却减弱了!为什么会这样?唯一的合理解释,就是在电缆的接收端电压和电流都减弱了,而且是按照相同的比例减弱的。
下面画出一张传输线分布参数的草图,这个理论是无线电工业的工程工具之一,在这个理论中线长可以变动,可以使用复数源,和复数的终端阻抗。
实际上阻抗这个词代表有实部和虚部如何用同轴电缆本身的性质计算特性阻抗?电缆的长度和它的特性阻抗无关。
特性阻抗是由导体的大小和间隔,还有就是导体之间的绝缘体的种类决定的。
通常的同轴电缆在常规的频率下使用,特性阻抗由内导体和外(屏蔽)导体的尺寸决定的,当然内导体和外导体之间的绝缘体也起着决定作用。
下列方程可以用来计算同轴电缆的特性阻抗:(摘自Reference Data for Radio Engineers book published by Howard W. Sams & Co. 1975, page 24-21)其中:lg = 以10为底的对数d = 中心导体的直径D = 电缆屏蔽层的内径e = 介电常数(空气为1 )简单地说,同轴电缆的特性阻抗就是一个商的平方根(这个商是单位长度的电感除以单位长度的电容)同轴电缆的特性阻抗典型值在20-150欧姆之间。
电缆的长度无论如何都无法影响特性阻抗。
如果同轴电缆使用的传输频率过高,则波会以我们不期望的方式传播,(就是说会产生非预期的电场和磁场图)电缆这时不能正常工作是由多方面原因造成的。
如何计算平衡传输线(对称传输线)的特性阻抗?特性阻抗是由导体的大小和导体间的间隔,以及导体之间使用的绝缘体决定的。
平衡传输线或双绞线的阻抗Z0,由线距和线径比决定,前面提到的绝缘体种类一样起决定作用。
现实中的Z0在高频下相当接近纯电阻,但并不完全相等。
下列公式可以用来计算接近地面的平衡传输线的特性阻抗(摘自Reference Data for Radio Engineers book published by Howard W. Sams & Co. 1975, page 24-22)其中lg = 以10为底的对数d = 传输线线径D = 线对之间的距离e = 介电常数(空气为1)h = 线对和地面之间的距离这个公式不只是适用于非屏蔽平衡传输线,当D比d大,而h比d更大的时候(带屏蔽的平行传输线也适用)。
如果双绞线离地面非常远(h接近无穷大)则地面的影响可以忽略不计,线缆的阻抗可以由一个简化的公式近似:(原文作者本人推演上面的公式得出的)注:将对数中真数部分少做改动对结果影响不大,因为结果是真数的指数,可以这个简化接受。
但原来的公式有个开方,这个相当于结果1/2!对双绞线来说,典型的特性阻抗在75欧姆到1000欧姆之间,可以满足各种应用的需要。
典型旧式电话线对,架在电线杆间的空中,其特性阻抗大约是600欧姆左右。
现在使用的电话和电讯电缆典型的特性阻抗为100或120欧姆。
我可以使用哪种电路模型来描述长线的同轴电缆?如果您知道一定长度的电缆的电感量和电容量的话,可以使用下面的电路模型描述长线同轴电缆:这个模型对理解描述阻抗,电容,电感之间关系的阻抗等式非常有帮助:我能否使用万用表来测量电缆的阻抗?电缆的特性阻抗只描述了电缆在高频信号下的的工作性质。
万用表是用直流电流来测量电阻值的,所以不能用万用表或其他简单的测量设备来测量电缆的阻抗。
通常最好的方法是检查电缆的类型(一般印刷在电缆外面)查阅相关的信息手册,而不要试图实际测量.我如何测量电缆的阻抗呢?使用一个关系式来确定Z0比使用设备测量要简单很多。
在给定的频率,可以这样来推算电缆的阻抗:测量一段电缆在远端开路情况下的阻抗Zoc,再测量该段电缆在远端短路的情况下的阻抗Zsc,用下面的等式来确定ZO:其中Zoc = 某一电缆在远端开路的情况下测量出的阻抗Zsc = 该电缆在远端短路的情况下测量出的阻抗注意:对Zoc和Zsc的测量包含了幅值和相位,所以Z0也会有幅值和相位。
阻抗高频测量法是先确定电缆的传播速度和电容,或者使用反射计。
什么情况下电缆的阻抗会影响到信号?为了使电缆的特性阻抗能够对传输的信号产生不同的影响,电缆的长度必须至少是实际载频波长的数分之一。
(注:表达的意思应该是电缆长度和波长必须是可比的,使信号可以在传输线上传送出波形的一部分,如1/4或更多)大多数的金属丝可以用光速60~70%来传递交流电,换个说法就是每秒传递19.5万公里。
一个频率为20000Hz的音频信号的波长为9750米(195/0.02MHz=9750m),所以电缆起码要有4~5公里长才开始影响音频信号。
所以音频连接电缆的特性阻抗和其他困扰我们的问题相比,算不上什么。
标准的视频信号很少有超过10MHz的,其大概波长大概是20米。
这样高的频率足以使特性阻抗开始对信号产生影响。
高分辨率的电脑显示信号和高速的数据信号经常超过100MHz,所以即便是很短的电缆传输,也要考虑到正确的阻抗匹配问题。
如何进行阻抗匹配?首先驱动电缆电源的输出阻抗,必须和电缆的特性阻抗相等,这样才能使所有输出的功率进入传输电缆,避免从电缆的输入端反射回入源。
其次,应该使电缆输出端负荷设备的输入阻抗和电缆的特性阻抗相同,这样所有功率进入了负载设备,而不会被负载反射回电缆。
这个正常的驱动方法有很多的例外,但一般是用来做其他用途的。
可以选一个特性阻抗匹配使低频带宽的传输功率最大化,或者使阻抗失配改善更宽广频宽下的响应。
这是工程师的抉择,视其需求而决定。
为什么需要阻抗匹配?如果您的源输出阻抗,电缆特性阻抗,和负载输入阻抗之间存在失配的话,将存在反射,并完全由电缆长度决定(反射的状态)。
此外如果电缆被非正常使用,如挤压,打结,或者连接器的安装不正确,会产生反射,造成功率损失。
更有甚者,如果是大功率向电缆输出(比如无线广播台),反射功率可能会损坏功率源设备。
所以您必须小心防范阻抗失配问题。
并非所有的教科书中都说明了这个不寻常的情况:当天线把功率送回(没有正确终止),功率可以从同轴电缆的内芯直接穿透到电缆的外芯屏蔽网,这时天线的功率是最低下的。
这意味着射频可以传送到同轴电缆的外部,关于同轴电缆最难理解的概念是当电缆被终结时,(对源来说,)感抗和容抗则不存在了。