传输线特性及量测技术

数字多媒体信号高速传输线缆技术规范Digitial multimedia highspeed cable qualification2019-X-XX发布2019-X-XX实施前言数字多媒体信号高速传输线作为4K/8K产业的重要组成部分，是连接信息源与显示系统的重要通道。

随着超高清显示设备的不断普及，传统高清线缆已不能满足当前和未来的超高清显示传输要求。

根据我国超高清传输产业和市场发展需求，在中国电子视像行业协会指导下，联合电视品牌厂商和数字多媒体信号高速传输线龙头企业共同制定本标准，本标准的建立填补了我国在数字多媒体信号高速传输线的标准的空白，特别在8K传输的技术要求和测试方法上处于国际领先地位，具有国际前瞻性，从而引导消费升级和行业有序竞争，推进整合国内超高清传输研究的优势力量，提升我国在超高清传输技术领域的持续自主创新能力和未来竞争能力。

本标准按照GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。

本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本标准由中国电子视像行业协会归口。

本标准主要起草单位：中国电子视像行业协会、深圳市中彩联科技有限公司、广东省电线电缆行业协会、深圳创维-RGB电子有限公司、TCL电子控股有限公司、深圳市华星光电技术有限公司、青岛海信电器股份有限公司、康佳集团股份有限公司、青岛海尔多媒体有限公司、厦门厦华科技有限公司、深圳市和宏实业有限公司、惠州市秋叶原实业有限公司、中航光电精密电子（深圳）有限公司、武汉博昇光电股份有限公司、武汉联胜光电技术有限公司、佛山市顺德区禾惠电子有限公司、深圳市埃尔法光电科技有限公司、常州安澜电气有限公司、广东省连接器协会。

（排名不分先后）本标准主要起草人：郝亚斌、冯晓曦、杨勇、梁宇彤、张利利、石峰、贺顺亮、黄卫东、黄飞、梁宁、李永方、袁元春、温俊玮、陈乐、王甫柱、刘卫锋、罗晓霞、江永胜、叶灿、唐凌峰、龙勇、黄君彬、梁建锋、周淑彬。

TDR测试原理及测试方法TDR（Time Domain Reflectometry）是一种利用时间域反射原理进行测量和分析的技术。

它可以用于测试电缆、光纤、导线和其他传输线的长度和故障位置的测量和定位。

本文将介绍TDR的测试原理和常用的测试方法。

TDR的测试原理：TDR利用脉冲信号在传输线上传播后反射回来的方式来测量和分析传输线的特性。

当测试脉冲信号被发送到传输线上时，如果传输线中存在任何异常，如开路、短路、电容、电感、故障等，脉冲信号会由于信号的传播速度不一致产生反射。

TDR测量的基本思想是测量传输线上脉冲信号的传播时间和反射幅度，并通过分析脉冲信号的时间和幅度变化来判断传输线的长度、故障位置以及故障类型。

当脉冲信号从传输线的开路端口发出后，如果传输线上存在短路或开路故障，反射信号会立即返回。

通过测量脉冲信号从发射端到反射端的时间差，可以计算出传输线的长度。

同时，通过分析反射信号的幅度变化，可以判断传输线上的故障类型，如短路、开路、电容或电感。

TDR的测试方法：1.单点TDR测试法：单点TDR测试法是最常用的TDR测试方法之一、它适用于测试传输线的长度和故障位置。

测试时，只需将TDR测试装置的正负端口分别连接到传输线的两端，在TDR测试装置上设置合适的测试参数，发送脉冲信号，然后测量反射信号的时间和幅度。

2.双点TDR测试法：双点TDR测试法是一种高精度的测试方法，适用于测量非常短的传输线长度和高精度的故障定位。

它通过在传输线上加入反射比较点来实现。

测试时，将TDR测试装置的一个端口连接到传输线的起点，另一个端口连接到传输线的终点，并在传输线上插入一个移动导频器。

测试过程中，移动导频器的位置会不断改变，然后根据测量到的反射信号的时间和幅度来计算出传输线的长度和故障位置。

3.耦合TDR测试法：耦合TDR测试法是一种常用的用于测试电缆中间接头的方法。

测试时，将TDR的正端口连接到一个中间接头，负端口连接到电缆的起点或终点，然后发送脉冲信号进行测量。

传输线原理
传输线原理指的是在电信领域中，用来传输高频电信号的电缆或导线。

其基本原理是利用电磁波在导线或电缆中的传播特性来传输信号。

在传输线中，主要有两种模式的信号传播：差模模式和共模模式。

差模模式是指信号在两个导线之间以相反的极性传播，而共模模式是指信号以相同的极性在两个导线上共同传播。

传输线的传输特性主要包括电阻、电感、电容和导纳等参数。

电阻表示传输线中电流受到阻碍的程度，电感表示在传输信号时线路对磁场的反应，电容表示在线路上存储电荷的能力，导纳则表示电流与电压之间的关系。

在传输线中，信号的传输速度和衰减程度取决于传输线的特性阻抗。

如果输入端和输出端的特性阻抗相等，就可以实现信号的完美传输。

否则，会出现信号的反射和衰减现象。

为了保持信号的完整性，传输线中常采用匹配网络来匹配源和负载的阻抗。

匹配网络可以使信号在传输线中保持一致的特性阻抗，从而最大限度地减少信号的反射和衰减。

此外，传输线还会受到信号的串扰影响。

串扰是指传输线上的两个信号相互干扰，使得接收信号的质量下降。

为了减少串扰效应，可以采用屏蔽措施或增加信号之间的间隔。

总之，传输线原理是通过合理设计电路和选用合适的传输线，
使得高频信号能够在电路中稳定传输，减少信号衰减和串扰，确保信号的质量和完整性。

一、实验目的1. 理解射频微波的基本原理和关键技术。

2. 掌握射频微波元件的特性参数测量方法。

3. 熟悉射频微波系统的搭建和调试技术。

4. 提高对射频微波电路设计和分析能力。

二、实验原理射频微波技术是现代通信、雷达、遥感等领域的重要技术。

本实验主要涉及以下原理：1. 射频微波传输线：了解射频微波传输线的种类、特性及其在射频微波系统中的应用。

2. 射频微波元件：掌握射频微波元件（如衰减器、隔离器、滤波器等）的工作原理和特性参数。

3. 射频微波系统：了解射频微波系统的组成、工作原理和调试方法。

三、实验内容1. 射频微波传输线测量：使用矢量网络分析仪测量微带传输线的特性参数（S参数）。

2. 射频微波元件测量：测量衰减器、隔离器和滤波器的特性参数（如插入损耗、隔离度、带宽等）。

3. 射频微波系统搭建：搭建一个简单的射频微波系统，并进行调试。

四、实验步骤1. 实验一：射频微波传输线测量（1）准备实验设备：矢量网络分析仪、微带传输线、测试夹具等。

（2）设置测试参数：起始频率、终止频率、步进频率等。

（3）连接设备：将矢量网络分析仪、微带传输线和测试夹具连接好。

（4）进行测试：启动矢量网络分析仪，进行S参数测量。

（5）分析结果：根据测量结果，分析微带传输线的特性参数。

2. 实验二：射频微波元件测量（1）准备实验设备：矢量网络分析仪、衰减器、隔离器、滤波器等。

（2）设置测试参数：起始频率、终止频率、步进频率等。

（3）连接设备：将矢量网络分析仪、射频微波元件连接好。

（4）进行测试：启动矢量网络分析仪，进行特性参数测量。

（5）分析结果：根据测量结果，分析射频微波元件的特性。

3. 实验三：射频微波系统搭建（1）设计系统方案：根据实验要求，设计射频微波系统方案。

（2）搭建系统：按照设计方案，搭建射频微波系统。

（3）调试系统：对系统进行调试，确保系统正常工作。

（4）测试系统：对系统进行测试，验证系统性能。

五、实验结果与分析1. 射频微波传输线测量结果：测量得到微带传输线的S参数，分析其特性参数。

实验五微波的传输特性和基本测量0 前言在微波测量技术中,微波测量的主要内容是频率、驻波比、功率等基本参数。

在微波工程设计中，多数情况下由于边界条件的复杂性，理论分析往往只能获得近似解，最终要通过微波测量来解决，因此，掌握微波测量技术对今后实际科研工作是非常有用的。

1 实验目的(1)初步了解微波测量系统，了解微波器件的使用和特性。

(2)了解微波测量技术，微波的传输特性。

(3)熟悉测量微波的基本参数：频率、驻波比。

(4)了解微波波导波长以及自由空间波长之间的关系。

2 原理2.1 频率的测定由于波长与频率满足关系λ=c/f,因此波长的测量和频率的测量是等效的。

在分米波和厘米波波段，频率的测量常采用谐振腔式波长计，而谐振腔波长计又可分两种：即是传输型谐振腔波长计和吸收型谐振腔波长计。

传输型谐振腔有两个耦合元件，一个将能量从微波系统输入谐振腔，另一个将能量从谐振腔输出到指示器。

当谐振腔调谐于待测频率时，能量传输最大，指示器的读数也最大。

吸收式波长计的谐振腔只有一个输入端与能量传输线路衔接，调谐是从能量传输线路接收端指示器读数的降低看出。

本实验所用的是吸收式波长计：如图（5—1）所示。

此波长计由传输波导与圆柱形谐振腔构成。

连接处利用长方形孔作磁耦合，螺旋测微计（读数结构）在旋转时与腔内活塞同步。

利用波长表可以测量微波信号源的频率。

当构成波长计的空腔与传输的电磁波失谐时，它既不吸收微波功率，也基本不影响电磁波的传输。

这种当谐振腔内活塞移动到一定位置，腔的体积正好使腔谐振于待测信号的频率，就有一部分电磁波耦合到腔内并损耗在腔壁上，从而使通过波导的信号减弱，即旋转波长表的测微头，当波长表与被测频率谐振时，将出现吸收峰。

反映在检波指示器上是一跌落点，此时读出波长表测微头的读数，再从波长表频率对照表上查出对应的频率。

如图（5—2）为不同谐振腔波长计的谐振曲线。

图5—１ 吸收式波长计图5—2 谐振腔波长计谐振曲线(a)为传输型谐振腔波长计谐振曲线 (b)为吸收型谐振腔波长计谐振曲线2.2 波导波长以及驻波比的测量：关于驻波比，定义为波导中驻波极大值点与驻波极小值点的电场之比。

超导材料的介电特性测试与分析方法引言：超导材料是一类具有极低电阻和完全抗磁性的材料，具有广泛的应用前景。

了解超导材料的介电特性对于研究其物理性质和开发新型超导器件至关重要。

本文将介绍超导材料的介电特性测试与分析方法，包括介电常数、介电损耗和介电强度等方面的测试技术。

一、介电常数测试方法介电常数是衡量材料对电场响应的能力的物理量，对于超导材料的电性能研究非常重要。

常见的介电常数测试方法包括静电法、交流电桥法和微波法等。

1. 静电法静电法是一种简单且常用的介电常数测试方法。

该方法通过测量材料在外加电场下的电荷分布情况来确定介电常数。

实验中，可以使用电容测量仪测量材料在不同电场强度下的电容值，然后根据电容和电场强度的关系计算出介电常数。

2. 交流电桥法交流电桥法是一种精确测量介电常数的方法。

该方法利用电桥平衡原理，通过调节电桥的参数使得电桥两侧电压相等，从而测量出材料的介电常数。

这种方法适用于高频范围内的介电常数测试。

3. 微波法微波法是一种用于测量高频范围内介电常数的方法。

该方法利用微波传输线的特性，通过测量材料对微波的传输和反射来确定介电常数。

微波法具有高精度和宽频带的特点，适用于研究超导材料的介电特性。

二、介电损耗测试方法介电损耗是材料在电场作用下能量损耗的量度，对于超导材料的电性能评估和应用具有重要意义。

常见的介电损耗测试方法包括电桥法、谐振法和热解法等。

1. 电桥法电桥法是一种常用的介电损耗测试方法。

该方法通过测量材料在交流电场下的电阻和电容值，从而计算出介电损耗。

实验中，可以使用电桥测量仪测量材料的电阻和电容，然后根据电阻和电容的关系计算出介电损耗。

2. 谐振法谐振法是一种用于测量介电损耗的方法。

该方法利用谐振电路的特性，通过测量谐振电路的频率和带宽来确定材料的介电损耗。

谐振法适用于高频范围内的介电损耗测试。

3. 热解法热解法是一种测量介电损耗的非接触方法。

该方法利用材料在交变电场下的热解现象，通过测量材料的温度变化来确定介电损耗。

视频监控系统无线传输设备射频技术指标与测试1 范围本标准规定了工作在336MHz~344MHz或1785MHz~1805MHz频段视频监控系统无线传输设备的主要射频技术参数、限值要求和测试方法。

本标准适用于工作在336MHz~344MHz或1785MHz~1805MHz频段视频监控系统中的无线传输设备，包括基站、中继台和便携台等设备。

2 技术要求2.1 通用技术要求2.1.1 工作频率2.1.1.1 概述视频监控系统无线传输设备的用户应按照国家无线电管理部门的相关规定申请台站执照，并按照执照中指配的工作信道使用，不可随意更改工作信道。

2.1.1.2 336MHz~344MHz频段视频监控系统无线传输设备336MHz~344MHz频段视频监控系统无线传输设备的信道间隔为2MHz。

336MHz~344MHz频段视频监控系统无线传输设备的中心频率可由公式（1）得出： (1)f=N+2337⨯c式中：f——设备工作中心频率，单位为MHz；cN——整数，取值范围0~3。

2.1.1.3 1785MHz～1805MHz频段视频监控系统无线传输设备1785MHz～1805MHz频段视频监控系统无线设备可使用250kHz或者500kHz信道间隔。

基站和终端设备允许多信道合并使用，基站最大允许使用5MHz，终端类设备最大允许使用1MHz。

当信道间隔为250kHz时，其设备工作中心频率见公式（2）：+=）f+（N.01785⨯125125. (2)c式中：f——设备工作中心频率，单位为MHz；cN——整数，取值范围1~80。

当信道间隔为500kHz时，其设备工作中心频率见公式（3）：=）++f（N11785⨯5.0125. (3)c式中：f——设备工作中心频率，单位为MHz；cN——整数，取值范围1~40。

2.1.2 天线端口视频监控无线传输设备的天线端口分别开路、短路3min后，其射频性能不变。

视频监控无线传输设备天线端口阻抗为50 。

实验七微波的传输特性和基本测量微波通常是指波长为 1mm 至 1m ，即频率范围为 300GH Z至 300MHz 的电磁波。

其下端与无线电通讯的短波段相连接，上端与远红外光相邻近。

根据波长差异还可以将微波分为米波，分米波,厘米波和毫米波。

不同范围的电磁波既有其相同的特性，又有各自不同的特点。

下面对微波的特点作简要介绍。

1．微波波长很短，比建筑物、飞机、船舶等地球上一般物体的几何尺寸小得多，微波的衍射效应可以忽略，故，微波与几何光学中光的传输很接近，具有直线传播性质，利用该特点可制成方向性极强的天线、雷达等。

2．微波频率很高，其电磁振荡周期为 10-9—10-12秒，与电子管中电子在电极间渡越所经历的时间可以相比拟。

因此，普通的电子管已不能用作微波振荡器、放大器和检波器，必须采用微波电子管（速调管、磁控管、行波管等）来代替。

其次，微波传输线、微波元器件和微波测量设备的线度与微波波长有相近的数量级，因此，分立的电阻器、电容器、电感器等全不同的微波元器件。

3．微波段在研究方法上不象低频无线电那样去研究电路中的电压和电流，而是研究微波系统中的电磁场。

以波长、功率、驻波系数等作为基本测量参量。

4．许多原子、分子能级间跃迁辐射或吸收的电磁波的波长处在微波波段，利用这一特点研究原子、原子核和分子的结构，发展了微波波谱学、量子无线电物理等尖端学科，以及研究低嘈声的量子放大器和极为准确的原子、分子频率标准。

5．某些波段的微波能畅通无阻地穿过地球上空的电离层，因此微波为宇宙通讯、导航、定位以及射电天文学的研究和发展提供了广阔的前景。

由此可见，在微波波段，不论处理问题时所用的概念、方法，还是微波系统的原理结构，都与普通无线电不同。

微波实验是近代物理实验的重要实验之一。

微波技术的应用十分广泛，深入到国防军事（雷达、导弹、导航），国民经济（移动通讯、卫星通信、微波遥感、工业干燥、酒老化），科学研究（射电天文学、微波波谱学、量子电子学、微波气象学），医疗卫生（肿瘤微波热疗、微波手术刀），以及家庭生活（微波炉）等各个领域。

EMI/EMC设计讲座（三）传导式EMI的测量技术「传导式（conducted）EMI」是指部分的电磁（射频）能量透过外部缆线（cable）、电源线、I/O互连界面，形成「传导波（propagation wave）」被传送出去。

本文将说明射频能量经由电源线传送时，所产生的「传导式噪声」对PCB的影响，以及如何测量「传导式EMI」和FCC、CISPR的EMI限制规定。

差模和共模噪声「传导式EMI」可以分成两类：差模（Differential mode；DM）和共模（Common mode；CM）。

差模也称作「对称模式（symmetric mode）」或「正常模式（normal mode）」；而共模也称作「不对称模式（asymmetric mode）」或「接地泄漏模式（ground leakage mode）」。

由EMI产生的噪声也分成两类：差模噪声和共模噪声。

简言之，差模噪声是当两条电源供应线路的电流方向互为相反时发生的，如图1(a)所示。

而共模噪声是当所有的电源供应线路的电流方向相同时发生的，如图1(b)所示。

一般而言，差模讯号通常是我们所要的，因为它能承载有用的数据或讯号；而共模讯号（噪声）是我们不要的副作用或是差模电路的「副产品」，它正是EMC的最大难题。

从图一中，可以清楚发现，共模噪声的发生大多数是因为「杂散电容（stray capacitor）」的不当接地所造成的。

这也是为何共模也称作「接地泄漏模式」的原因。

在图二中，L是「有作用（Live）」或「相位（Phase）」的意思，N是「中性（Neutral）」的意思，E是「安全接地或接地线（Earth wire）」的意思；EUT 是「测试中的设备（Equipment Under Test）」之意思。

在E下方，有一个接地符号，它是采用「国际电工委员会（International Electrotechnical Commission；IEC）」所定义的「有保护的接地（Protective Earth）」之符号（在接地线的四周有一个圆形），而且有时会以「PE」来注明。

一、射频/微波技术及其基础1、射频/微波技术的基础 ✓ 什么是微波技术研究微波的产生、放大、传输、辐射、接收和测量的科学。

射频/微波技术是研究射频/微波信号的产生、调制、混频、驱动放大、功率放大、发射、空间传输、接收、低噪声放大、中频放大、解调、检测、滤波、衰减、移相、开关等各个电路及器件模块的设计和生产的技术，利用不同的电路和器件可以组合成相应的射频/微波设备。

微波技术主要是指通信设备和系统的研究、设计、生产和应用。

✓ 微波技术的基本理论是以麦克斯韦方程为核心的场与波的理论2、射频/微波的基本特性✓ 频率高、穿透性、量子性、分析方法的独特性射频频段为30 ～ 300MHz ，微波频段为300MHz ～ 3000GHz ，相对应波长为1m ～0.1mm ，照射于介质物体时能深入到该物质的内部。

根据量子理论，电磁辐射能量不是连续的，而是由一个个的“光量子”组成，单个量子的能量与其频率的关系为e = h ·f式中,h = 4×10-15电子伏·秒 (eV ·S) 成为普朗克常数3、射频/微波技术在工程里的应用✓ 无线通信的工作方式1、单向通信方式通信双方中的一方只能接收信号，另一方只能发送信号，不能互逆，收信方不能对发信方直接进行信息反馈2、双向单工通信方式3、双向半双工通信方式通信双方中的一方使用双频双工方式，可同时收发；另一方则使用双频单工方式，发信时要按下“送话”开关。

4、双向全双工通信方式通信双方可以通信进行发信和收信，这时收信与发信一般采用不同的工作频率，通-讲 开关按-讲 按-讲 受话器受话器二、电磁波频谱12、射频/✓GSM900系统的频道配置GSM-900系统采用等间隔方式，频道间隔为200KHz，同一信道的收发频率间隔为45MHz, 频道序号和频道标称中心频率的关系为F上行（n）= 890.2 +（n-1）×0.2 MHzF下行（n）= F上行（n）+ 45 MHz式中：频道序号 n = 1 ～ 124在我国的GSM900网络中，1～94号载频分配给中国移动使用，96～124号载频分配给中国联通使用，95号载频作为保护隔离，不用于业务。

同轴法测电磁参数（实用版）目录1.引言2.同轴法的原理3.电磁参数的测量方法4.同轴法测量电磁参数的优点与应用5.结论正文【引言】电磁参数的测量在电子工程、通信工程等领域具有重要的应用价值。

随着科学技术的进步，测量电磁参数的方法也在不断发展。

同轴法作为一种常用的测量方法，具有较高的测量精度和可靠性，被广泛应用于电磁参数的测量中。

本文将对同轴法测电磁参数的原理、方法及其优点进行介绍。

【同轴法的原理】同轴法，又称为传输线法，是一种基于传输线理论的电磁参数测量方法。

其基本原理是利用传输线中的电磁波在传输过程中所产生的反射和衰减特性，通过测量反射和衰减信号来获取待测电磁参数的信息。

同轴法主要包括开路同轴法和短路同轴法两种，分别适用于不同类型的电磁参数测量。

【电磁参数的测量方法】电磁参数主要包括电阻、电感、电容、阻抗等。

同轴法测量电磁参数的方法主要包括以下两种：1.开路同轴法：通过在传输线上加载一定的信号源，使得传输线上产生电磁波。

当电磁波到达待测元件时，会产生反射信号。

通过测量反射信号的幅度和相位，可以计算出待测元件的阻抗特性，从而得到电阻和电容等参数。

2.短路同轴法：在待测元件的输入端短路，使得传输线上的电磁波在短路处产生最大反射。

通过测量反射信号的幅度和相位，可以计算出待测元件的阻抗特性，从而得到电感和阻抗等参数。

【同轴法测量电磁参数的优点与应用】同轴法测量电磁参数具有以下优点：1.测量精度高：同轴法利用传输线理论进行测量，能够准确反映待测元件的阻抗特性，从而提高测量精度。

2.可靠性强：同轴法测量过程中不受外界环境因素的影响，具有较强的可靠性。

3.适用范围广：同轴法可应用于多种类型的电磁参数测量，如电阻、电感、电容、阻抗等。

4.测量速度快：同轴法测量过程简单，可实现快速、连续的测量。

因此，同轴法在电磁参数的测量中具有广泛的应用。

例如，在通信系统中，同轴法可用于测量传输线的特性参数，以保证通信系统的正常运行；在电子元器件制造过程中，同轴法可用于检测元器件的性能参数，以保证元器件的质量。

实验五传输线布线不连续的效应一、原理说明当讯号的速度越来越快、印刷电路板的层数越来越多及其上的布线越来越复杂时，各种布线方式所引起的杂散效应就必须慎重考虑而不可忽视，尤其是高速电路，否则将严重影响讯号的质量(signalintegrity)。

本实验将探讨四种布线常发生的不连续现象，即布线宽度不连续、直角弯曲布线、分歧布线及板层穿孔等所引起杂散电容或电感效应。

(一)布线宽度不连续(trace-widthdiscontinuity)：从实验三知道只要传输线的布线宽度不同则其特性阻抗就不同，因此阻抗就会不匹配。

阻抗不匹配就会有反射现象发生，讯号反射会造成振铃现象进而使讯号发生过激(overshoot)及欠激(undershoot)，导至降低噪声免疫准位(noisemargin)或增加讯号的建立时间(settlingtime)，严重的话会使得讯号变形(distortion)造成电路发生错误动作，因此必须了解布线宽度不连续对电路的影响程度为何？传输线的特性阻抗Zo=(L/C)1/2，布线越细则其阻抗越大，表示电感效应越大。

反之，布线越宽则其阻抗越小，表示电容效应越大。

因此由细变宽的布线可视为是一个等效电容(equivalentcapacitance)的存在，而由宽变细的布线可视为是一个等效电感(equivalentinductance)的存在。

图5.1(a)及(b)分别为布线宽度由细变宽的示意图及等效电路图，电容值C 可由经验公式(5-1)计算得 出，必须注意应用此公式只有在满足εr <10及1.5<w 2/w 1<3.5时误差才会比较小。

1)-(5pF/m 17.3log 6.12)33.2log 1.10(12--+=r r l w w C εε 图 5.2(a)及(b)分别为布线宽度由宽变细的示意图及等效电路图，电感值L 可由经验公式(5-2)计算得知。

2)-(5 2,1,122⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=w Zo w Zo o L πμ W1 W2 (a) (b) 图5.1 布线宽度由细变宽的(a)示意图及(b)等效电路图 CW1 W2L 图5.2 布线宽度由宽变细的(a)示意图及(b)等效电路图(二)直角弯曲布线(right-anglebends)：直角弯曲布线在印刷电路板上是非常普遍的事情，但是弯曲布线会造成布线不连续(即布线宽度不同)，特性阻抗(characteristicimpedance)会改变因而产生讯号反射的现象，可能引起讯号失真或变形。

PCB阻抗测量技术安捷伦科技（中国）有限公司：孙灯亮PCB传输线的特征阻抗和差分阻抗现代的智能手机，计算机，通信设备等电子产品都内含复杂的PCB，这些PCB上的传输线负责把各种芯片连接在一起，并进行互相通信。

图1 现代高速电路中的传输线互连衡量PCB上传输线的最重要指标是特征阻抗，或叫特性阻抗，简称阻抗。

PCB传输线的特征阻抗不是直流电阻，它属于长线传输中的概念。

在高频范围内，信号传输过程中，信号边沿到达的地方，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，就始终存在一个瞬态电流I，而如果信号的瞬态电压为V，在信号传输过程中，传输线就会等效成一个电阻，大小为，把这个等效的电阻称为传输线的特性阻抗。

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。

图2 传输线用等效的集中参数电路RLCG描述传输线的特征阻抗主要与传输线的结构有关系。

把传输线分成一小段一下段，如图2所示，每一段用等效的集中参数RLCG电路表示，传输线即可用电报方程来表达：电报方程的通解为：其中：为传播常数为特征阻抗由于R, G 远小于jwL，jwC，所以通常所说的特征阻抗或阻抗是指：这个是最终的特征阻抗公式，从公式中可见，传输线的特征阻抗只与寄生电感和寄生电容有关，而与频率没有关系，单位也直接用欧姆来表示。

寄生电感和寄生电容与传输线结构和介电常数有关，而介电常数与频率也有一些关系，所以特征阻抗与频率也有微弱的关系。

PCB中常见的几种传输线结构如图3所示。

图3 PCB中常见的单端传输线结构微带线指的是处于PCB板外层的线路。

微带线的电场穿透两种不同的介电质，相对较难控制阻抗。

空气的介电常数较PCB为低，所以整体微带线的等效介电常数较低（约为2）。

信号在微带线上的传输速率较快（约为每英寸145ps）。

因为在微带线分布在PCB的表面，可以节省层数进行高密度布线，但是较容易受到干扰。

浅谈 TDR 测试的原理和常见问题唐亮 胡海洋本文从 TDR 测试原理，TDR 与网络分析仪测试方法的比较，以及测试 TDR 测试常见的问题进行了全面的 讨论。

结合上述介绍，文章对安捷伦 54754A TDR 测试模块的特点进行了全面总结。

一 TDR 测试原理评价频率响应的最普通的方法是在频域中解 Maxwell 方程。

这个过程能够把系统所有的物理和电气特性都 考虑进去，包括传输线。

因而已经有很多基于此原理的测量方法来帮助电气工程师分析信号完整性。

当和其他测试方法比较时， 时域反射 （TDR： Time Domain Reflector） 可以提供更加直观观察 DUT 的特性。

TDR 使用阶跃信号发生仪和示波器，在被测得传输线上发送一个快速的上升沿，再特定的点上用示波器观 察反射电压波形。

这种技术可以测出传输显得特性阻抗，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）。

所有这些信息都是示波器上实时显示。

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。

图1时域反射计工作原理阶跃信号发生器向被测系统产生一个正向的阶跃信号。

该信号沿着传输线向前传输。

如果负载组抗等于传 输线的特性阻抗，将没有信号反射，示波器上能看到的只有发送的阶跃信号。

假如负载存在失配，将有部分的输入信号被反射，示波器上将出现反射信号和输入信号的叠加。

图 2 是一个传输线的测试波形，由此可以看出，对于非连续的阻抗，示波器对应位置将出现变化的波形， 由此我们就能够分析每个中断点的特性。

TDR 测试的典型结果 ・ ・ ・ ・ ・ ・ A: 50 Ohm 电缆 B:微波传输带开始C: 50 Ohm 微波传输带 D: 75 Ohm 微波传输带 E: F: 50 Ohm 微波传输带AB CDEF开路二 TDR 与其他测试方法的比较 最常用的测量传输线和负载的方图 2 时域反射计测试结果法是向系统发送一个正弦波，并观察线上不连续点的波形。

第1篇一、实验目的1. 理解波导的基本工作原理及其在微波技术中的应用。

2. 掌握波导代入电路的设计方法及实验操作步骤。

3. 分析波导代入电路的传输特性，如传输线特性阻抗、衰减特性等。

4. 通过实验验证波导代入电路的设计理论和实际应用效果。

二、实验原理波导是一种特殊的金属管状结构，用于传输高频电磁波。

在微波技术中，波导具有传输效率高、损耗低、隔离性好等优点。

波导代入电路是将波导与电路相结合，实现微波信号的有效传输。

本实验中，我们设计并制作了一个简单的波导代入电路，包括波导部分和电路部分。

波导部分用于传输微波信号，电路部分则用于处理和放大微波信号。

三、实验仪器与材料1. 波导：矩形波导，尺寸为50mm×10mm。

2. 电路板：FR-4材料，厚度为1.6mm。

3. 信号源：频率范围为GHz。

4. 功率计：测量微波信号功率。

5. 频率计：测量微波信号频率。

6. 示波器：观察微波信号波形。

7. 电缆连接器：连接波导与电路板。

四、实验步骤1. 波导设计：根据实验需求，设计波导的结构和尺寸，包括波导长度、宽度、高度等参数。

2. 电路板设计：根据波导结构，设计电路板布局，包括放大器、滤波器、耦合器等组件。

3. 波导制作：使用波导加工设备，按照设计图纸制作波导。

4. 电路板制作：使用电路板加工设备，按照设计图纸制作电路板。

5. 组装波导代入电路：将波导与电路板连接，确保连接可靠。

6. 测试波导代入电路：使用信号源、功率计、频率计、示波器等仪器对波导代入电路进行测试，记录实验数据。

五、实验数据与分析1. 传输线特性阻抗：通过测量不同频率下的传输线特性阻抗，分析波导代入电路的传输特性。

2. 衰减特性：通过测量不同频率下的衰减特性，分析波导代入电路的损耗情况。

3. 信号放大效果：通过测量放大器输出功率，分析波导代入电路的信号放大效果。

六、实验结果1. 传输线特性阻抗：实验测得波导代入电路的传输线特性阻抗约为50Ω，与理论值相符。