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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。
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。
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。
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。
