第1部分-高频传输性能介绍

• 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。
3. 回波损耗 (Return loss)
由于材料﹐结构尺寸与制造工艺(绝缘押出量不均﹐牵引轮 偏心﹐收放线转动不均匀) 等缺陷和分散性的影响﹐造 成阻抗沿长度的分布是不均匀的。电磁波在线路上传输 遇到不均匀点产生多次反射﹐奇次反射波回到发射端﹐ 会引起输入阻抗的变化﹐并引起主波信号功率变化﹐产 生衰减频率特性波动﹐引起信号失真。偶次反射波形成 伴流﹐滞后并迭加在主波上﹐造成干扰﹐尤其脉冲信号 传输时﹐会引起波形畸变﹐造成信号失真。
如果RL 数值越趋近于0 时，表示讯号反射的情况越严重。反之，RL 数 值越负(越小)时，表示讯号反射的情况越少。
4. VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)
读值表示同轴传输线反射质量的另一种方式，入射讯号与反 射讯号合成后的最大电压和最小电压比值就是驻波比。
如果负载等于参考电压的话（Z0 = ZL）驻波比是 ” 1 ”。 如果负载是断路或短路的话，驻波比会趋近于 ” ∞ ” 。 数值越小越好,无反射时VSWR=1.0.
8.转移阻抗(TI Transfer Impedance)
转移阻抗:电缆屏蔽上测得的电流来表达的干扰 场与它在屏蔽与内导体体之间所产生的电压之 比. 目的在量测讯号线的导体与遮蔽层间所感应 的阻抗 ; 当仪器提供固定的讯号，电流流经 导体与遮蔽层间，计算两者间的电压降，便可 计算出其阻抗。 ZT的值越小越好 ( 因为感应的情况较小， ZT的值也就越小 )
h2
h1,h2:相互配合线对节距 v,w:大于0的任意整数

2w
工艺改善: 对绞时张力要稳定,节距要均匀,发泡要均匀.
6.延時 (Time delay)
延时:是指固定频率下讯号波，经过固定长度的待测物所需之时间， 单位“ns/m”。与绝缘材料介质有直接关系.
T 3.331

e
7.VOP(velocity of propagation)传播速率
5) 对屏蔽松紧 铝箔绕包过紧—衰减增大﹔ 铝箔绕包紧—高频衰减无跳动﹔ 铝箔绕包过紧—高频衰减跳动﹔ 铝箔绕包松—高频衰减有跳动。 铝箔绕包不平整—高频衰减跳动. 6) 对屏蔽厚度﹕ 铝箔厚度增加—衰减减小﹔ 铝箔厚,绕包时不容易绕紧﹐可导致高频衰减跳动。 7) 成缆节距: 成缆节距增大— 衰减减小﹔ 8) 总屏蔽: 屏蔽厚度及密度增加—衰减减小﹔ 9 )对内延时差大—衰减偏大。 设计改善:衰减偏大,加大导体线径,加大绝缘线径,加大发 泡度,更改绝缘材料.(降低介质损耗角正切) 工艺改善:芯线押出时尽量圆整,发泡度均匀,水中电容调小
Z
In

R jL G jC
阻抗可分为 1. 单端阻抗（Single Ended Impedance） 2. 差动阻抗（Differential Mode Impedance） 3. 共模阻抗（Common Mode Impedance）
Fitter Impedance
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.
9.屏蔽效应(SE Shielding Effect)
通过屏蔽传输的电磁场与在注入于屏蔽上的电磁 场中所占的比例. 目的在量测讯号线的遮蔽层与外部所感应的电磁 效应 ; 当仪器提供固定的讯号，若待测物较匹配，且 遮蔽效应较好时 , 接收到感应的电磁场就较小。 所以se 的值越小越好。
设计改善:编织密度加大 工艺改善:编织均匀
此为绝缘介电物质阻碍高频讯号波的传递的现象，传播速 度与光速的百分比（%）。因此传播速度主要是由中心导体和 覆被之间的绝缘物质的介电系数（εe）来决定。
V

1
100 %
e
以下是PE料发泡度,介电常数,延时,VOP的一个常用转换 表格: P(发泡度) E(介电常数) T:延时 VOP 0 2.3 5.05 66% 10% 2.14 4.88 68.3%
绝缘芯线的均匀性﹔发泡度的均匀性﹔对绞节距﹑对绞放 线张力的一致性。 1) 2根对绞芯线不均匀(导体﹑绝缘)—对内延时差偏大 ﹔ 2) 2根对绞芯线发泡度不均匀—对内延时差偏大﹔ 3) 对绞节距不同—对内延时差不同﹔ 4) 对绞放线张力不一致—对内延时差偏大﹔ • 影响对间延时差的因素 对绞节距﹑成缆放线张力。 1) 对绞节距不同—对间延时差不同﹔ 2) 成缆放线张力不一致—对间延时差不同﹔ • 工艺改善: 对绞放线张力均匀,芯线制做均匀.
謝 謝!
影响回波损耗的因素﹕
导体均匀性﹑绝缘均匀性﹑发泡度均匀性﹑结构尺寸均 匀性。 1) 导体直径不均匀﹑导体有弯﹑导体不圆﹔ 2) 绝缘芯线偏心﹑椭圆﹑线径不均匀﹔ 3) 发泡度不均匀﹔ 4) 编织与外被的松紧也可引起回波的产生﹔ 工艺改善: 芯线制做均匀,导体圆整度,绝缘偏心度,收放线张力稳定.
5. 串音 (Crosstalk)
影响延时的因素﹕
发泡度﹔对绞节距﹑成缆节距。
1) 发泡度增加—介电常数减小—延时减小。 2) 对绞节距增加—延时减小。 3) 成缆节距增加—延时减小。 设计改善:调节发泡度,变更材料,节距更改
工艺改善:对绞放线张力均匀,芯线制做均匀.
7.延时差 (Time delay skew)
延时差: 对于线对内或线对间的芯线﹐电磁波传
串音指两线路之间互相干扰的电磁噪声，随着频率之升高而增加。 Xtalk = 10 log ( Pout / Pin ) = 20 log ( Vout / Vin ) 如果Xtalk 数值越趋近于0 时，表示噪声干扰的情况越严重。反之，Xtalk 数值越负(越小)时，表示噪声干扰的情况越少。 串音的种类可分为 : 近端串音（NEXT1 = -10 log ( Pi 2 / Pi 1 ) 远程串音 （FEXT1）= -10 log ( Po 2 / Pi 1 ) 等准远程串音（ELFEXT 1 = -10 log ( FEXT 2 / ATT 1 ) XXX 串音 功率和（ XXX Power Sum）
对绞线
影响衰减的因素﹕导体﹑绝缘介质﹑绝缘线径﹑对绞节 距﹑对屏蔽松紧﹑对屏蔽厚度﹑成缆节距﹑总屏蔽﹑总屏 蔽厚度﹑对内延时差。 1) 导体 导体线径大—衰减小﹔ 导体绞合节距增大—衰减减小﹔ 导体绞合质量差(起股﹑松散﹑不圆整等)—高频衰减跳动。 2) 绝缘介质﹕发泡度增大—介电常数减小—衰减减小﹔ 3) 绝缘线径﹕绝缘线径增大—阻抗增大—衰减减小﹔ 4) 对绞节距﹕对绞节距增大—衰减减小﹔
2. 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（Pout）比入射功率（Pin），讯号损 耗剩下多少。（并且以dB 的型式表示） 如果ATT 数值越趋近于0 时，表示讯号损耗的情况越 少。反之，ATT 数值越负(越小)时，表示讯号损耗的情况 越严重。
同轴线 影响衰减的因素﹕ 阻抗﹑绝缘线径﹑导体直径﹑编织锭子数﹑每 锭根数。 1) 阻抗增大—衰减减小﹔ 2) 绝缘线径增大—阻抗增大—衰减减小﹔ 3) 导体直径增大—衰减减小﹔ 4) 发泡度增加—介电常数减小—衰减减小﹔ 5) 外导体变化的影响 a) 编织密度增加—衰减减小﹔ b) 编织+铝箔结构—衰减减小﹔ c) 铝箔厚度增加—衰减减小﹔
播延时的差值。
分为对内(intra-pair)和对间(inter-pair); 差分对内延迟差（Intra-pair Skew），是指同一对 线之Single-end Delay 相减。 差分对间延迟差（Inter-pair Skew），是指不同对 线之Differential Delay 相减。
影响对内延时差的因素﹕
Uin
UOut
U’Out
影响串音的因素
绝缘芯线﹑对绞芯线的对称性﹑对绞节距的大小﹑对绞节距的配 合。 1）绝缘芯线﹕绝缘芯线的偏心﹑椭圆﹑线径不均匀 2）对绞芯线的对称性﹕2根芯线的放线张力不均—节距不均匀﹔ 3) 对绞节距的大小﹕节距减小—串音增大﹔节距增大—串音减小。 4) 对绞节距的配合﹕节距的配合应遵循一定的规律﹐通过公式计算 得出﹐才可使串音性能提高。 h1 2v 1 串音节距选择:
电线电缆高频性能定义 及生产工艺对其的影响 goldenchu@
电线电缆高频性能 1.特性阻抗 2.衰减 3.回波损耗 4.VSWR 5.串音 6.延时 7.延时差 8.转移阻抗 9.屏蔽效应
1. 特性阻抗 (Impedance)