電線電纜網(wǎng) > 數(shù)據(jù) 高頻線纜 > 特性阻抗(不用下載)（完整版）
特性阻抗(不用下載) - 無(wú)圖版
xianlan --- 2007-07-04 14:37:39
1
我是先花金子下的,再貼出來(lái)給大家共用,是一番好意,請(qǐng)?jiān)鞫疾桓嫖仪謾?quán).呵呵
特性阻抗
一、概述
在現(xiàn)在各類(lèi)型號(hào)的數(shù)據(jù)電纜生產(chǎn)中，最重要也是最基本的四個(gè)參數(shù)：特性阻抗（IMPEDANCE）、衰減（ATTENUATION）、近端串音（NEAR-END CROSSTALK）、結(jié)構(gòu)回波損耗（SRL）。相比之下，這四個(gè)參數(shù)中最難控制應(yīng)是特性阻抗，尤及對(duì)于特殊的多工序控制的數(shù)據(jù)纜，如阻水五類(lèi)纜（UTP-ZS）、屏蔽五類(lèi)纜（FTP）等。怎樣使其與衰減達(dá)到平衡，怎樣使其波動(dòng)范圍控制在100+15Ω之內(nèi)。本文主要是從理論和實(shí)際操作中的經(jīng)驗(yàn)所得來(lái)對(duì)特性阻抗的控制進(jìn)行分析。（由于數(shù)據(jù)電纜屬典型的對(duì)稱(chēng)通信電纜，所以以下所有的計(jì)算都基于理想的對(duì)稱(chēng)回路）
二、計(jì)算
（一）、特性阻抗數(shù)值（ZC）的理論計(jì)算：
ZC=（R2+ω2L2/ G2+ω2C2）1/4其中的R、G、L、C為線路的一次傳輸參數(shù)（單個(gè)回路的電阻、電導(dǎo)、電感、電容）。由于數(shù)據(jù)纜的應(yīng)用環(huán)境為100MHz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于30KHz，屬高頻范圍，所以有ωL》R，ωC》G，故有ZC=（R2+ω2L2/ G2+ω2C2）1/4≈（ω2L2/ω2C2）1/4=（L/C）1/2，由以上式中可以看出要想算出ZC，只要知道L、C就可以了。
（二）、孤立回路電感（L）的理論計(jì)算：
當(dāng)回路通以交流電后，則在回路的導(dǎo)電線芯中和回路周?chē)a(chǎn)生磁通Ф，導(dǎo)電線芯內(nèi)的叫內(nèi)磁通，導(dǎo)電線芯外的叫外磁通。電感為磁通Ф與引起磁通的電流I之比，所以相應(yīng)的內(nèi)外磁通亦有內(nèi)外電感（L內(nèi)和L外），總電感為L=L內(nèi)+L外。
L內(nèi)為導(dǎo)線內(nèi)部的磁通與流過(guò)導(dǎo)線的電流之比所決定的。它的計(jì)算公式可在求二孤立導(dǎo)線有效電阻時(shí)，其復(fù)數(shù)功率的虛部來(lái)求得。其計(jì)算公式如：L內(nèi)=Q（x）*10-4（亨/公里）
L外是導(dǎo)線外（與回路本身所交鏈的）磁通與流過(guò)被交鏈導(dǎo)線中電流之比，即L外=Ф/I�；芈返拇艌�(chǎng)分布如圖1所示�；芈穬蓪�(dǎo)線中，由導(dǎo)線α電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度為Hα=I/2πr，由導(dǎo)線b中電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度為Hb=I/2π（α-r），由圖1中可以看出H=Hα+Hb=I（1/r+1/(α-r)）/2π,由此L外可由式L=μH/I求得。
L外=∫rαα-rb [I（1/r+1/(α-r)）/2π]dr/I
回路兩導(dǎo)線rα=rb=d/2，則L外=μln((2α-d)/d)/ 2π。由于回路中間為非磁性介質(zhì)，μ=μrμ0=4π*10-7亨/米，則有
L外=4 ln((2α-d)/d)* 10-7亨/米
或 L外=4 ln((2α-d)/d)* 10-4亨/公里
由以上可以得出回路的總電感為
L=L內(nèi)+L外=λ[4 ln((2α-d)/d)+ Q（x）] * 10-4亨/公里 (1)
式中：１、λ—總的絞合系數(shù)；
２、α—回路兩導(dǎo)線中心間距離（毫米）；
3、d —導(dǎo)電線芯直徑（毫米）；
4、Q（x）—為x=Kd/2的特定函數(shù)，其值隨頻率的增加而減少，當(dāng)在高頻時(shí)接近為零。
由式（1）中分析可以看出外電感決定于導(dǎo)電線芯的直徑和導(dǎo)電線芯間的距離，內(nèi)電感決定導(dǎo)電線芯本身的特性（如導(dǎo)線直徑、材料的磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率）和傳輸電流的頻率，還有他倆也都和絞合的情況有關(guān)。
［江南狼 在 2007-7-9 14:42:51 編輯過(guò)］
xianlan --- 2007-07-04 14:38:11
2
回路的電容和一般電容器的電容相似，兩根導(dǎo)線相當(dāng)于兩個(gè)極板，導(dǎo)線間的絕緣相當(dāng)于電容器極板間的介質(zhì)。因此導(dǎo)線上帶有的電荷的電量Q與兩導(dǎo)線間的電位差U之比，為該回路的電容，即C=Q/U。
孤立二導(dǎo)線間的工作電容。兩導(dǎo)線的圖可參照?qǐng)D1，導(dǎo)線α上的電荷Q在距導(dǎo)線α為r點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度Eα=Q/2πrε,導(dǎo)線b上的電荷Q在同一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為Eb=Q/2π(α-r)ε。則該點(diǎn)的總的電場(chǎng)強(qiáng)度為E= Eα+ Eb=Q（1/r+1/(α-r)）/2πε。因此回路間的電位差：
U=∫rαα-rb Edr=Q∫rαα-rb [（1/r+1/(α-r)）/2πε]dr
=Ｑ[ln(α-rb)/ rα-lnrb/(α- rα)]/ 2πε
回路中兩導(dǎo)線rα＝rb＝d/2，則有Ｕ＝Ｑ[ln(2α-d)/d]/ πε
則孤立回路的工作電容為：
Ｃ＝Ｑ／Ｕ＝πε／[ln(2α-d)/d]
把ε＝εrε0=εr/（36π*109）法／米，代入上式可得：
�。茫�εr*10－９／[３６ln(2α-d)/d]（法／米）
或 �。茫�εr*10－６／[３６ln(2α-d)/d]（法／公里） （2）
計(jì)算機(jī)教程數(shù)據(jù)電纜中特性阻抗的解析來(lái)自www.--itwen.comIT WEN計(jì)算機(jī)教程網(wǎng)
式中：１、εr—組合絕緣介質(zhì)的等效相對(duì)介電常數(shù)；
２、α—回路兩導(dǎo)線中心間距離（毫米）；
3、d —導(dǎo)電線芯直徑（毫米）；
由式（2）分析可以看出Ｃ與導(dǎo)電線芯直徑、線間距離和絕緣介質(zhì)有關(guān)。
綜合以上的Ｌ和Ｃ的計(jì)算值可以得出：
ZC=（L/C）1/2＝｛λ[4 ln((2α-d)/d)+ Q（x）] * 10-4／［εr*10－６／[３６ln(2α-d)/d]］｝１／２
由于數(shù)據(jù)纜工作在高頻下，所以有Ｑ（x）≈0，故有
ZC= ｛４λ ln((2α-d)/d)* 10-4／［εr*10－６／[３６ln(2α-d)/d]］｝１／２＝１２０（λ／εr）１／２ln((2α-d)/d) （3）
三、分析
從以上計(jì)算公式看來(lái)，在其它情況均理想的狀態(tài)下，由于一般的標(biāo)準(zhǔn)中都規(guī)定導(dǎo)體的直徑d=24AWG，而且從實(shí)際情況中看來(lái)，此d值也是最理想值，所以d可以看成不變值。這樣從上式看來(lái)影響特性阻抗值的只有外徑（外徑可以看成和導(dǎo)線間距α相等）、總的絞合系數(shù)（λ）、組合絕緣介質(zhì)的等效相對(duì)介電常數(shù)（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，也就能控制好了ZC。
以上只是從理想狀態(tài)中分析ZC。而實(shí)際生產(chǎn)控制中，單線導(dǎo)體和外徑的均勻性對(duì)ZC的波動(dòng)也是很重要，所以要想生產(chǎn)出合格的數(shù)據(jù)纜，必須需要一臺(tái)串聯(lián)生產(chǎn)線；第二、三道工序絞對(duì)和成纜的節(jié)距及節(jié)距的穩(wěn)定性，對(duì)ZC也有很大影響，一般來(lái)說(shuō)節(jié)距越小ZC越小，穩(wěn)定性也越好，ZC的波動(dòng)越小。還有一些特殊的數(shù)據(jù)纜如阻水五類(lèi)纜和屏蔽五類(lèi)纜的阻水帶和屏蔽層的松緊度及松緊的均勻性、厚度等也會(huì)很大程度的影響ZC。最后還有一點(diǎn)，生產(chǎn)工序的增加，也會(huì)降低ZC特性，所以要在保證要求的情況下盡量減少工序。
李小龍 --- 2007-07-04 15:25:22
3
好東西就要支持，希望大家一起學(xué)習(xí)進(jìn)步
michael --- 2007-07-04 18:42:45
4
hbxtmgj --- 2007-07-04 22:32:01
5
何謂專(zhuān)業(yè),非專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)一下.謝謝
limingxing --- 2007-07-05 07:23:26
6
wjf5301107 --- 2007-07-05 08:56:44
7
此公式只適合無(wú)屏蔽的狀態(tài)下吧？如有屏蔽應(yīng)該有變化吧？
zyt --- 2007-07-05 10:59:52
8
xianlan --- 2007-07-05 11:52:59
9
free0123 --- 2007-07-05 12:00:41
10
skyhuang --- 2007-07-06 07:55:41
11
我們用的是簡(jiǎn)化了的公試。
效果一樣。特性阻抗是還好控制的。
余澤平 --- 2007-07-08 12:34:45
12
這只是針對(duì)LAN CABLE
高頻線材中的SKEW應(yīng)該是最難控制的
mafa558 --- 2007-07-08 14:51:01
13
不錯(cuò)！
學(xué)習(xí)一下！
youyucs63 --- 2007-07-09 07:57:31
14
xianlan --- 2007-07-13 13:51:55
15
有個(gè)問(wèn)題想請(qǐng)教各位:客人問(wèn)30#(7/0.1)*9c+al+pvc(od=5.0) instulation:pvc id=0.8 這樣的線材的電容和電感分別是多少?
不知道有沒(méi)有簡(jiǎn)單的公式可用啊,還要知道其它條件嗎?
謝謝啊.
ye4452003 --- 2007-07-14 23:10:48
16
qw1028 --- 2007-07-16 11:21:53
17
qw1028 --- 2007-07-16 11:23:07
18
ivwmyd --- 2007-07-19 16:50:20
19
圖一呢，看得不怎么懂，電子沒(méi)學(xué)好。
xyj1018a79 --- 2007-08-05 12:14:34
20
謝謝！我是一個(gè)初入電纜行業(yè)的門(mén)外漢，能有這樣的資料真是太感謝了！
53900063 --- 2007-08-06 16:23:41
21
huaximelon --- 2007-08-06 17:09:15
22
非常感謝樓主的無(wú)私奉獻(xiàn).
77ecd --- 2007-08-11 15:58:00
23
感謝,支持
NAVY830617 --- 2007-08-30 18:19:29
24
以上只是從理想狀態(tài)中分析ZC。而實(shí)際生產(chǎn)控制中，單線導(dǎo)體和外徑的均勻性對(duì)ZC的波動(dòng)也是很重要，所以要想生產(chǎn)出合格的數(shù)據(jù)纜，必須需要一臺(tái)串聯(lián)生產(chǎn)線；第二、三道工序絞對(duì)和成纜的節(jié)距及節(jié)距的穩(wěn)定性，對(duì)ZC也有很大影響，一般來(lái)說(shuō)節(jié)距越小ZC越小，穩(wěn)定性也越好，ZC的波動(dòng)越小。還有一些特殊的數(shù)據(jù)纜如阻水五類(lèi)纜和屏蔽五類(lèi)纜的阻水帶和屏蔽層的松緊度及松緊的均勻性、厚度等也會(huì)很大程度的影響ZC。最后還有一點(diǎn)，生產(chǎn)工序的增加，也會(huì)降低ZC特性，所以要在保證要求的情況下盡量減少工序。
arielben --- 2007-08-31 13:55:27
25
我是剛進(jìn)入遮一行的人，對(duì)於遮方面還不是很了解，謝謝樓主了!!
sunminbo --- 2007-08-31 15:01:29
26
支持 謝謝了
fuleden --- 2007-09-02 13:00:52
27
不錯(cuò)的資料
leoLR --- 2007-09-21 18:21:49
28
精神可嘉，實(shí)際意義不大。
joly8799 --- 2007-09-22 08:54:18
29
arthurtan --- 2007-10-17 19:30:07
30
abenchen --- 2007-10-18 08:41:55
31
太感謝了，支持這樣濟(jì)貧方式。
先來(lái)無(wú)聊 --- 2007-10-22 15:56:53
32
leoLR --- 2007-11-01 21:37:41
33
liuandy --- 2007-11-12 17:15:47
34
ladeng305 --- 2008-04-03 20:42:57
35
多謝樓主!
在線的兄弟學(xué)習(xí)下啦. 如果大家都這樣的話，那我們手頭的東西不是更多了嗎?
清明節(jié)快樂(lè)!
ladeng305 --- 2008-04-03 21:05:31
36
樓主,辛苦了!
清明節(jié)快樂(lè)-------各位!
garyftp --- 2008-09-17 22:24:41
37
朱代華 --- 2008-09-18 21:34:29
38
CHUNLI --- 2008-09-19 16:08:50
39
luizhixin --- 2008-09-22 09:30:52
40
謝了，大家要好好的跟著學(xué)習(xí)哦
kaka2004 --- 2008-10-08 09:38:18
41
學(xué)習(xí)中，樓主的無(wú)私奉獻(xiàn)精神更值得學(xué)習(xí)。
CHUNLI --- 2008-10-08 13:25:29
42
gyc2008 --- 2008-10-13 11:42:02
43
licui106 --- 2008-10-28 11:13:38
44
這個(gè)資料不錯(cuò) 支持一下
rogerq --- 2008-11-05 20:46:41
45
maryma888 --- 2008-11-06 10:49:29
46
licui106 --- 2008-11-10 14:54:16
47
SPRING2008 --- 2008-11-10 18:56:10
48
好東西啊��！頂一下��！我也贊成12的兄弟的見(jiàn)解��！
gzzx007 --- 2008-11-11 15:53:38
49
分析的非常好，學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)。
liyong --- 2008-11-21 17:00:28
50
東西不錯(cuò),有機(jī)會(huì)能在實(shí)際工作中去驗(yàn)證理論才能使自已受益!
luoxian --- 2008-12-31 15:49:50
51
這么好的資料要好好學(xué)習(xí)一下
jizhuan501 --- 2008-12-31 15:57:07
52
頂一下！
yangmei --- 2009-01-07 10:38:32
53
不知道是不是我太不專(zhuān)業(yè)了,我怎么覺(jué)得這些東西太理論了,不怎么實(shí)用.
wu07605 --- 2009-01-11 21:31:36
54
電容主要是看你做 多少阻抗的哦
wu07605 --- 2009-01-12 18:30:44
55
不太懂
zyc120 --- 2009-01-24 20:51:06
56
sky1986 --- 2009-01-29 22:32:01
57
理論性太強(qiáng)了吧
jakezheng --- 2009-02-03 08:25:29
58
tks!
lmuhsy --- 2009-02-03 10:01:20
59
謝了,但還不是很了解,,
LEEDUAN --- 2009-02-04 10:17:37
60
怎麼沒(méi)人回答樓主的問(wèn)題? 可不要只顧自己, 還要知道感恩呢!!!!
關(guān)於這種束絞的電容確實(shí)不知該怎麼算? 每?jī)蓚�(gè)導(dǎo)體間都會(huì)產(chǎn)生電容, 那麼9C線的總電容該如何算呢? 請(qǐng)高手賜教!感謝!
janeji --- 2009-02-25 16:35:10
61
支持，， 謝謝!!
garyftp --- 2009-03-04 21:45:02
62
lusy2001 --- 2009-03-10 09:57:07
63
wqaiwd --- 2009-05-21 15:55:06
64
lenncy --- 2009-05-22 17:36:20
65
此類(lèi)共享要支持。頂一個(gè)先
jizhuan501 --- 2009-05-22 21:41:23
66
lenncy --- 2009-05-27 17:45:58
67
flf9835 --- 2009-06-15 10:29:31
68
kelvinleo --- 2009-07-08 16:14:25
69
pan623 --- 2009-07-08 19:15:11
70
CK --- 2009-07-09 20:38:10
71
哪位大蝦有關(guān)于特性阻抗的計(jì)算公式，請(qǐng)?zhí)峁┙o小D一用，感謝了
chenkui02006@yahoo.com.cn
fei7758991 --- 2009-10-28 22:00:05
72
zhengliang --- 2009-10-30 10:39:07
73
, dxdlw513 --- 2009-11-27 19:45:44
74
王河 --- 2009-11-28 13:41:18
75
學(xué)習(xí)了...好東西啊,......
coolman --- 2009-11-30 12:45:53
76
gulei21cn --- 2009-12-03 09:41:32
77
jwpldt --- 2009-12-03 16:16:18
78
icbrl --- 2009-12-12 16:45:42
79
wlp808 --- 2009-12-12 23:17:44
80
好東西��！晨曦1394 --- 2009-12-13 20:18:13
81
王河 --- 2010-06-09 11:58:52
82
82217676 --- 2010-07-14 13:12:50
83
好東西 謝謝樓主分享
yifanxinyu --- 2010-07-20 10:47:05
84
喜歡這樣的分享，謝謝
Jameshe168 --- 2010-07-20 14:14:21
85
jaketao --- 2010-07-20 16:10:30
86
niefajun --- 2010-07-22 16:11:01
87
hzm540103 --- 2010-08-06 16:55:30
88
zhanghj921 --- 2010-08-13 15:47:39
89
好東西 學(xué)習(xí)了啊
heshifeng --- 2010-08-24 14:50:45
90
怎么看不懂呀.........
winkeyraki --- 2010-08-29 22:31:52
91
嗯，挺好的，謝了
jianghero --- 2010-09-16 14:37:45
92
fanshourui --- 2010-09-27 12:51:30
93
謝了
220 --- 2010-09-29 10:43:39
94
kaka2004 --- 2010-11-18 17:01:01
95
mckay888 --- 2010-11-22 20:24:28
96
159955245 --- 2010-11-30 18:45:34
97
sanewcable --- 2010-12-01 15:18:36
98
heshulin81 --- 2010-12-08 20:40:54
99
xupeng --- 2010-12-30 10:02:42
100
好東西，支持一下
yhshk --- 2010-12-30 10:19:24
101
主席 --- 2011-01-10 12:09:45
102
vincent552 --- 2011-01-12 20:34:58
103
chenkui603 --- 2011-01-19 00:01:36
104
wangyu238 --- 2011-01-20 22:39:16
105
感謝樓主！
cle307 --- 2011-01-21 22:49:10
106
yinqing320 --- 2011-04-27 11:49:03
107
謝謝啊.
qwqzhw --- 2011-04-29 09:23:53
108
qlm9988 --- 2011-09-13 22:36:13
109
amjjamjj --- 2011-09-14 10:53:50
110