福永電線電纜基礎(chǔ)知識

1、電線電纜知識,一,.,電線電纜,的,分類,.(1.,電力電纜,2.,通信電,纜,3.,射頻電纜,4.,電器裝備用電線電纜,),二,.,電線用材料基礎(chǔ)知識,.,三,.,電線結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計,.(1.,導(dǎo)體,2.,絞線,3.,絕緣層,4.,護層,),四,.,案例分析,.(,線材特性阻抗的設(shè)計及影響因素,),自,1836,年世界上製造出第一條低電壓的電力,用電線以來，隨著人類歷史走向文明的過程中，,電線電纜的發(fā)展品種極其繁多，用途非常廣泛，,是用以傳輸電力、傳遞信息和實現(xiàn)電磁能量轉(zhuǎn)換,的一大類電工產(chǎn)品。,在現(xiàn)代社會中，凡有人群生活的地方凡有生,產(chǎn)交通及一切經(jīng)濟活動的場合以及任何一項科技,創(chuàng)新項目的研製

2、活動都離不開電以及電磁波的運,用與傳輸，而其傳輸都離不開以電線、電纜作為,連接和傳輸?shù)牟考?，這說明了電線電纜在經(jīng)濟活,動和社會生活中的重要性和不可缺性。,電線電纜產(chǎn)品因發(fā)展迅速種類繁多，根據(jù)行業(yè)確定的,大類產(chǎn)品分類原則,從,1959,年起將電線電纜區(qū)分為五大,類，現(xiàn)將產(chǎn)品的五大類特徵說明如下：,1.,裸電線與裸導(dǎo)體製品,2.,電力電纜,3.,電器裝備用電線電纜,4.,通信電纜與光纜,5.,電磁線（繞阻線）,1.,裸電線與裸導(dǎo)體製品,本類產(chǎn)品的主要特徵是產(chǎn)品都是無絕緣層的,導(dǎo)體，如架空輸、配電線路用的架空導(dǎo)線以,及銅鋁匯流排材（母線）和特種導(dǎo)電製品,產(chǎn),品主要用在農(nóng)村用戶主線與開關(guān)櫃等。,2.,

3、電力電纜,產(chǎn)品是供電力系統(tǒng)從超高壓到低電壓各種電壓等級的,輸電、變電、配電和供電線路使用。其強電傳輸電流,很大（從幾十安培、幾百安、乃至,2000,安培以上）高,電壓（從,220V,至高壓、超高壓如,500kV,級以上），,因此高壓絕緣產(chǎn)品的技術(shù)性能主要是導(dǎo)體的導(dǎo)電能力,（載流量），高電廠下的電場均勻性和絕緣穩(wěn)定可靠,性，以及整體結(jié)構(gòu)熱平衡性、電動應(yīng)力承受能力、及,在安裝、運行中的機械力的承受能力,3.,電器裝備用電線電纜,這是進入用戶的末端用電線路和各種用電設(shè)備，品種最為繁多約佔總署,的百分之,60%,左右，此類產(chǎn)品中除了少部分產(chǎn)品工作電壓較高，如礦用,電纜、機車車輛用電纜、醫(yī)療設(shè)備用直流高

4、壓電纜、科技設(shè)備用高壓直,流電纜等之外，絕大多數(shù)產(chǎn)品要求工作電壓不高，但由於用電設(shè)備的工,作環(huán)境和使用要求多種多樣因此對各種產(chǎn)品性能要求差異很大，如,柔軟,性、耐溫性、耐氣候性、抗電磁波干擾,等要求皆不相同亦是工程技術(shù)上,的難點,.(,如醫(yī)療用線,要求搖擺性,柔軟性,),一,.AWM,類,二,.,汽車線類,一,.AWM,類,(Appliance wiring Material),參考資料,UL758 & UL758 style page &,UL1581 &C 22.2 NO.210.2,樂榮認証之文檔號為,E129757,杭州廠為,E129757-3,福永廠為,E129757-C,AWM,類

5、線材種類繁多,含電子線多芯復(fù)合線排線,FFC同軸線等,4.,通信電纜與光纜,現(xiàn)代社會信息傳遞系統(tǒng)已構(gòu)成了世界範(fàn)圍內(nèi)廣泛而又高速，準(zhǔn),確又可靠的連絡(luò)體系，用以傳遞電話、傳真、廣播、電視、電,子郵件以及各種數(shù)據(jù)訊息。隨著信息傳輸?shù)臄?shù)字化、高速化和,廣域化，特別是寬帶網(wǎng)、信息傳輸網(wǎng)路化的建立與發(fā)展是近二,十年很重要的一個領(lǐng)域，其要求以極高速率傳輸訊息並準(zhǔn)確清,晰地傳遞至接收方，因此要求電線電纜具有,導(dǎo)電率,很高的導(dǎo)體、,絕緣電阻,而介電係數(shù)很小的絕緣和線材結(jié)構(gòu)尺寸的,均勻性,、,一,致性,等等，同時對電纜的,屏蔽性,有很高的要求。,*,網(wǎng)絡(luò)線,*,參考資料,:UL444 UL1581,樂榮申請認証之

6、文檔號,:E141823,杭州廠代號為“,-6,”,福永廠為“,-C,”,5.,電磁線（繞阻線）,用於各種電機、電器、儀表、變壓器以及電極磁場,發(fā)生器中的繞阻線圈用。產(chǎn)品按絕緣不同區(qū)分成兩,類，,漆包線,與,繞包線,兩種。電磁線的技術(shù)特性除了,導(dǎo)電與絕緣性能外主要是適應(yīng)安裝的要求，即所屬,電機、電器、儀表的耐溫等級與周圍的材料化學(xué)相,容性，安裝時的柔軟性和耐刮性等等。,二,.,電線用材料基礎(chǔ)知識,PVC,：化學(xué)名稱,:,聚氯乙烯,電線電纜用,PVC,，一般采用懸浮工藝生產(chǎn),(S-PVC),，並選取,K,值為,70,。因為這種,PVC,質(zhì)軟且疏松多孔，易吸收各種,化學(xué)助劑，且便於加工,PVC,的

7、主要優(yōu)點,.,機械性能優(yōu)異,.,由於含氯，故阻燃性能好,.,價佫低,.,配方易調(diào)整後可大幅提升耐熱，耐油，耐燃等性能,.,高溫性能較好，70以下可以使用，調(diào)整配方後最高可至105,主要缺點,.,燃燒時產(chǎn)生濃煙和酸性氣體，易便人窒息,.,在低溫時,-,5趨向於硬化發(fā)脆，但通過調(diào)整配方最低可至,-,40,加工性能,:,使用普通螺桿押出,破,加工溫度分布較寬,特性參數(shù),:,介電常數(shù)：,4.0(,依不同配方值會變化,),密度：,1.41.5,應(yīng)用：,廣泛用於各種電子線，電腦線，同軸線及室內(nèi)家電用電源線的絕緣和外被。,1.2,SR-PVC,：半硬質(zhì),PVC,其硬度較普通,PVC,硬，強度大，其它特性與普

8、通,PVC,極為相似,PE,聚,乙,烯烴,* LD-PE,：化學(xué)名：低密度聚乙烯，又稱高壓聚乙烯,LDPE,在高壓工藝中由乙烯聚合而成，其密度較低,(0.9150.935g/cm,3,),如通過帶有長鏈的烯烴的乙烯異聚合反應(yīng)可以降低其分支度，成為線性低密度,PE,LLDPE,LD-PE,優(yōu)點,.,質(zhì)軟，低溫性能優(yōu)異，其脆化點為,-,60,.,介電常數(shù)小,.,介質(zhì)損耗低,.,燃燒時煙小且不會產(chǎn)生有毒的酸性氣體,缺點,.,質(zhì)軟，不耐高溫，使用溫度小於80,.,易燃,.,不耐磨,.,熱收縮明顯，影響焊接,加工性能,.,使用普通螺桿押出,.,加工溫度較低,特性參數(shù),介電常數(shù)：,2.3,密度：,0.91

9、50.92,介質(zhì)損耗tg：,0.00020.0005,應(yīng)用,主要用於同軸電纜芯線通訊信號線的芯線，也有用於高壓電纜，但現(xiàn)在已基本不用,*HD-PE,：化學(xué)名：高密度聚乙烯，又稱低壓聚乙烯,HD-PE,在低壓工藝中由乙烯單體聚合而成，分子一般都為直線型，故結(jié)晶度、密度、硬度、剛性、抗拉,強度等都要比,LD-PE,高,HD-PE,優(yōu)點,.,質(zhì)度，低溫性能好，低溫脆化點為,-,76,.,介電常數(shù)小,.,介質(zhì)損耗低,.,燃燒時，煙小，不會產(chǎn)生酸性氣體,缺點,.,不耐高溫其使用溫度小於80,.,易燃,.,不耐磨,.,遇熱收縮，但收縮程度小於,LD-PE,加工性能,.,使用普通螺桿押出,.,加工溫度較高(

10、200220),特性參數(shù),介電常數(shù)：,2.25,密度：,0.94,介質(zhì)損耗tg：,0.00020.0005,應(yīng)用：主要用於,LAN Cable,，同軸線等信號傳輸線的絕緣，以其低, tg來降低信號損失，也用於發(fā)泡,也用於發(fā)泡,PE,層的,SKIN,層，以增加強度,*PP:,化學(xué)名,：聚丙烯,聚丙烯在結(jié)構(gòu)上與聚乙烯,(PE),相似，區(qū)別只是在鏈上多一甲基，故其性能與,PE,也極為類似，尤其與,HD-PE,相似,優(yōu)點：,.,介電常數(shù)小，但比,PE,略大,.,介質(zhì)損耗低,.,燃燒時煙小，不會產(chǎn)生酸性氣體,.,抗熱收縮性好,缺點：,.,低溫易脆化，但調(diào)整聚合後能明顯改善,-,25,.,易燃,加工性能：

11、,.,便用普通螺桿押出,.,加工溫度(190220),特性參數(shù)：,介電常數(shù)：,2.35,密度：,0.890.91,介質(zhì)損耗tg：,0.0004,應(yīng)用：,用於電話線，,LAN Cable,等信號傳輸線的絕緣，與,HD-PE,相比，其抗收縮性較好，利於焊接,發(fā)泡聚烯烴,Foam-PE(,化學(xué),),：化學(xué)發(fā)泡,PE,Foam-PE,是在,HDPE,中添加了發(fā)泡劑，其主成份一般為氮類化合物，其在高溫時會分解並產(chǎn)生氮氣。利用較小的外模，,使其機頭內(nèi)獲得較大壓力，當(dāng)擠出後，因壓力釋放，而使其內(nèi)部,N,2,膨脹成氣孔，成為發(fā)泡,PE,，因在其中添加了發(fā)泡,劑，利用化學(xué)反應(yīng)來達到了發(fā)泡的效果，故稱之為化學(xué)發(fā)泡

12、,優(yōu)點：,.,介電常數(shù)小,.,介質(zhì)損耗低,.,燃燒時煙小，無毒,.,密度低，減小線材重量，用料省,缺點：,.,機械強度小，易損傷,.,不耐磨,.,耐熱性能差,(,最多至75),.,對導(dǎo)體附著力小,.,易燃,加工性能：,.,使用普通設(shè)備，但需用專用發(fā)泡螺桿，同時模具選擇異於普通材料,.,開機溫度會影響發(fā)泡等，故溫度有需要較強的穩(wěn)定性,特性參數(shù)：,.,介電常數(shù)：,1.752.2 (LOROM,制程最小約,1.75,，大於此值可由發(fā)泡度調(diào)整,),.,介質(zhì)損耗tg:0.0004,.,密度：,0.60.94 (,隨著發(fā)泡度的遞增，密度遞減,),應(yīng)用：,高頻同軸線，高頻對絞傳輸線,(LAN Cable,，

13、,USB),等線材，以提高其特性並減小成品外徑及重量，一般用於線,徑較小的線材,(2mm,以下,),Foam-PE(,化學(xué),),：化學(xué)發(fā)泡,PE,是選擇一合適分子量的,HD-PE,，在使用過程中用專用氮氣壓縮設(shè)備將,N,2,注入螺缸中融熔的料裡，經(jīng)螺桿攪拌,均勻，並產(chǎn)生較大壓力在擠出後瞬間膨脹形成質(zhì)輕多孔的發(fā)泡,PE,優(yōu)點：,.,介電常數(shù)小,.,介質(zhì)損耗低,.,密度小,.,燃燒時煙小，無酸性氣體產(chǎn)生,缺點：,.,機械強度小，易損傷,(,一般用,HD-PE,作外層,SKIN,保護,),.,對導(dǎo)體附著力小,(,一般用,LD-PE,作內(nèi)層,SKIN,，增加附著力,),.,易燃,加工性能,.,需配備,

14、N,2,壓縮機，並使用專用螺桿，並選擇異於普通的模具,.N,2,流量，壓力，溫度都會影響發(fā)泡度,特性參數(shù),.,介電常數(shù):1.552.2 (LOROM制程最小約為,1.55,，大於此值可由發(fā)泡度調(diào)整,),.,介質(zhì)損耗tg:0.0001,.,密度:0.52.2(隨著發(fā)泡度的遞增，密度遞減,),應(yīng)用：,高頻同軸線，使其尺寸變小重量變輕，而且信號損失更小，一般用於線徑在,2mm,以上產(chǎn)品,XL-PE(,輻照,),：輻照交聯(lián)聚乙烯,在,PE,中加入一些助劑，使其在高能電子的撞擊下形成游離基，然後游離基產(chǎn)生反應(yīng)達到交聯(lián)的目,的，由於反應(yīng)借助的是高能電子的撞擊而形成反應(yīng)，故又稱為物理交聯(lián),.,性能與化學(xué)交聯(lián)

15、,PE,類似，,便則、由於是輻照，故交聯(lián)度較低一般為,70%,而化學(xué)交聯(lián)能達到,90%,以上，另外反應(yīng)的均勻性不如,化學(xué)交聯(lián)，故物性比化學(xué)交聯(lián)差,優(yōu)點：,.,耐熱性好，最高可達150,.,耐化學(xué)性優(yōu)良,.,介電常數(shù)小,缺點：,.,物性比化學(xué)交聯(lián)差,.,易燃,.,設(shè)備投資大,加工性能：,.,擠出與普通,PE,類似，只是溫度稍低,.,需專門輻照設(shè)備，設(shè)備一次投資大，一般采用委外加工,應(yīng)用：,用於高溫汽車線，電氣裝備線，但一般用於皮厚薄，電壓低,(,低於,10kv),的電纜,氟塑料,Teflon,是杜邦公司氟塑料的商品名，由於由杜邦率先開發(fā)成,功，所以有人又將氟塑料稱為,Teflon,Teflon,

16、家族可分為,4,種產(chǎn)品,1.,PTFE,:,化學(xué)名稱：,聚四氟乙烯,2.,FEP,：,化學(xué)名稱,:,聚四乙烯,-,六氧丙烯共聚物,3.,ETFE:,化學(xué)名稱：,聚乙烯,.,聚四氟乙烯共聚物,4.,PFA:,化學(xué)名稱,:,可溶性聚四氟乙烯,PTFE:,聚四氟乙烯,由四氟乙烯聚合而成，分子基本為線性，故具有較高的結(jié)晶度，為熱固性塑料，不能由螺桿融焀擠出，其,特性優(yōu)良具體如下：,.,耐熱性：所以在,260,溫度下連續(xù)使用，短時間內(nèi)允許的溫度更高，熔點,330,，但是超過其熔點,亦不會流動，仍維持其形狀,.,耐低溫可至,-55,.,耐化學(xué)特性,:,一般的酸，鹼，氧化劑，即使在高溫下其耐化學(xué)特性仍然很好

17、，與有機物接觸也不會,引起熔解,.,.,介電常數(shù)小，約,2.1,.,介質(zhì)損耗小,.,耐磨性好,.,不粘性很好，幾乎不會與任何材料發(fā)生粘合,.,阻燃性極佳，氧指數(shù)高達,95,.,耐候性好,缺點：,.,價格高昂,.,工藝復(fù)雜，加工性能差,加工性能：,.,需與溶劑混合後用專用設(shè)備活塞或擠出,.,不能連續(xù)生產(chǎn),.,擠出溫度低,4060,.,擠出後需烘干燒結(jié),.,燒結(jié)溫度高,360,500,特性：,介電常數(shù),：,2.1,介質(zhì)損耗,tg,：,0.00020.0003,密度,：,2.1,應(yīng)用：,廣泛用於高溫電纜，同軸電纜，尤其用於航空，航天，工業(yè)用線纜,FEP:,聚四乙烯,-,六氧丙烯共聚物,FEP,由四氟

18、乙烯共聚物而成,FEP,的融解粘性較,PTFE,低並且也像其它熱塑性樹脂那樣，用螺桿擠出,加工，故其加工性能較,PTFE,改善很多。由於其碳和氟原子間的結(jié)合力非常高且分子彼氟飽和，因此,FEP,具有良好的熱，化學(xué)和電穩(wěn)定性,優(yōu)點：,.,高溫性能好，可長期在200下運行,.,低溫性能好，可達,-,200,.,介電常數(shù)小,.,介質(zhì)損耗小,.,耐化學(xué)性能優(yōu)良,.,耐磨性好,.,不粘性好，幾乎與任何材,.,阻燃性能極佳，氟指數(shù)大於,95,.,耐候性好,.,透明度高，具有良好的透射率折射率,缺點：,.,價格高昂,(,比,PTFE,還貴,10%,以上,),.,需用專用設(shè)備擠出,加工性能：,.,使用專用擠出

19、設(shè)備,.,可以連續(xù)生產(chǎn),.,擠出溫度高300400,特性：,.,介電常數(shù)：,2.1,.,介質(zhì)損耗tg：,0.00020.0003,.,密度：,2.1,應(yīng)用：高溫電線，高頻同軸線，商頻同軸線的芯線或外被，也可用於,LAN Cable,，廣泛用於航空,航天化學(xué)等特殊領(lǐng)域,ETFE:,聚乙烯一聚四氟乙烯共聚物,ETFE,由乙烯與四氟乙烯共聚而成，由於含有乙烯共其熔點粘度等都較,PTFE,降低，故能像,FEP,那樣使用,螺桿擠出加工，與,FEP,相比其熔點略有下降，但其硬度及強度耐磨性則有顯著上升。故較適合做小規(guī)格,線材，尤其是薄壁線,.,優(yōu)點：,.,高溫性好，可長期在155以下使用,.,介電量數(shù)約為

20、,2.6,（較小）,.,燃燒性好，氧指數(shù),30,，但在氟塑料中較差,.,強度大（比,FEP,好）,.,耐磨好,.,耐候性好,.,耐化學(xué)性（比,PTFE,、,FEP,差）,缺點：,.,價格高昂（高於,FEP,）,.,需專用設(shè)備擠出（與,FEP,設(shè)備類似）,加工性能：,.,使用專用擠出設(shè)備,.,可連續(xù)生產(chǎn),.,擠出溫度300350,特性：,.,介電常數(shù)：,2.6,.,介質(zhì)損耗：,0.0008,.,密度：,1.7,應(yīng)用：高溫電線，尤其是小規(guī)格，薄壁電纜廣泛用於航空航天領(lǐng)域,.,PFA:,可溶性聚四氟乙烯,PFA,能在260下持續(xù)使用，其性能與,PTFE,極為相似，但可以融熔由螺桿擠出。改善加,工性能

21、，故又稱“擠出型,PTFE,”,其特性不再詳述與,PTFE,基本相同,缺點：價格高,(,比,FEP,高,50%,以上,),*,不沾鍋,材料,-,特富龍,能承受的最高溫度是攝氏,260,度,*,*,PFOA,是生產(chǎn)氟聚合物過程中的一種基本的加工助劑。氟聚合物是高性能塑料，由多,家公司生產(chǎn)。,PFOA,與,Teflon,?,特富龍,?,是完全不同的前者是一種加工助劑，而,后者是一個產(chǎn)品品牌。將,PFOA,說成是采用,Teflon,是錯誤的。,PFOA,是生產(chǎn)氟聚合物過程中的一種加工助劑。有些氟聚合物在,Teflon,特,.,采用美國食品與藥品管理局（,FDA,）標(biāo)準(zhǔn)測試方法進行的研,究表明，在正常

22、烹飪條件下，在,Teflon,?,特富龍,?,品牌下銷售的供炊具使用的不粘涂,層中，檢測不到,PFOA,。,*,*,Teflon,聚四氟乙烯本身對人沒有毒性，但是在生產(chǎn)過程中使用的原料之一全氟辛酸銨,(PFOA),被認為可能具有致癌作用,*,TPU,：聚氨酯,(,熱塑性彈性體,) Thermoplastic Polyurethanes,*PU Polyester Base,：酯類聚氨酯優(yōu)點,*,.,耐磨性好,.,強度大,.,彈性好,.,低溫性能優(yōu)良,缺點：,.,耐水解性差,.,阻燃性差,.,耐熱性不佳,加工性能：,.,使用普通押出機擠出,.,模具選擇略有不同,特性：,.,介電常數(shù)：,7.0,.

23、,密度：,1.21.3,應(yīng)用：電話線烤線及其他需良好彈性的室內(nèi)用線,*PU Polyether Base,醚類聚氨酯,*,性能與酯類彈性體接近，但其耐水解性耐微生物的性能顯著高於酯類彈性體，故除室內(nèi)線,外，還廣泛應(yīng)用於室外線，環(huán)境較惡劣的地方,優(yōu)點：,.,耐磨性好,.,強度大,.,彈性好,.,低溫能優(yōu)越（,-,40）,.,耐水解,.,耐微生物,缺點：,.,耐熱性不佳,.,阻燃性差（調(diào)整配方可達到，但會酸性防性能）,.,價格較酯類高,加工性能：,.,使用普通押出機臺擠出,.,粘度較大擠出時需提供較大動力,特性：,.,介電常數(shù),7.0,.,密度：,1.21.3,應(yīng)用：應(yīng)用於電話線、烤線外，還廣泛用

24、於,ABS,汽車線外被，石油工業(yè)的葚探電纜,聚酯：,Polyester -PET,對苯二甲酸乙二醇酯,聚酯又稱為,Hytrel,（海翠），由,Dupont,公司率先推出，並命名其強度大，尤其是耐彎曲性能,突出，成為那些需經(jīng)常彎曲，移動的小型線材的理想材料,優(yōu)點：,.,耐彎曲性能突出,.,強度大,缺點：,.,阻燃性能差,.,價格高,加工性能：,.,使用普通押出機擠出,.,清機困難,特性：,.,介電常數(shù),.,介質(zhì)損耗,.,密度,應(yīng)用：小型烤線，,Flexible Cable,等,*,在聚酯薄膜上加上一層由阻燃劑，粘合劑組成的塗層，然後再加熱加壓的情況下兩片粘合,成,FFC,排線,(Flexible

25、 Flat Cable)*,LSOH,低煙無鹵,- Halogen,LSOH,一般基材選用,PE,或,EVA,，選用,Al(OH),3,，,Mg(OH),2,等無鹵阻燃體系，具有良好的環(huán)保效應(yīng),優(yōu)點：,.,燃燒時煙小，且無有毒的性氣體產(chǎn)生,.,阻燃性好，一般氧指數(shù)在,3545,之間,缺點：,.,耐磨性不好,.,耐刮性不好，線材表面易刮白,.,機械強度小,加工性能：,.,使用普通押出機臺擠出,.,摞桿需專門設(shè)計,特性：,.,介電常數(shù)：,4.9,.,介質(zhì)損耗tg：,0.06,.,密度：,1.5,應(yīng)用：廣泛應(yīng)用於同軸線，電腦線，,LAN Cable,等線材的外被，能起到良好的阻燃作用,三,.,電線結(jié)

26、構(gòu)分析及設(shè)計,一般所有電線電纜都是有以下幾種的基本結(jié),構(gòu)組成,:,一,.,導(dǎo)體,:(Conductor),二,.,絕緣,(Insulation),三,.,遮蔽,(Shield),四,.,外被,(Jacket),屏蔽材料的選取,類型,金屬薄膜包帶,(,銅箔，鋁箔等,),特點,.,質(zhì)量輕，成本低,.,制作方便，無需新增工段,.,屏蔽效果較差,.,成本適中,.,制作較方面,.,屏蔽效果中,.,成本高,.,制作簡單,.,屏蔽效果好,應(yīng)用,電腦線，網(wǎng)絡(luò)線的屏蔽或作為編織等屏蔽,的輔助方法，使用，可改善,RL.,.,用於音頻線,.,普通同軸線,.,電腦線,.,高頻同軸線,.,電腦線,.USB,線材,cat

27、.,類,STP,線材,纏繞,編織,四,.,案例分析,.(,線材特性阻抗的設(shè)計及影響因素,),特性阻抗,(Characteristic Impedance,，,Z),傳輸線受其結(jié)構(gòu)的影響，而有一高頻信號傳輸時，導(dǎo)線內(nèi)各點電流與電壓的特性比。,其公式如下：,V,R,?,j,2,?,fL,L,Z,0,?,I,?,G,?,j,2,?,fc,?,C,依傳輸?shù)?訊號型式,不同，量測出的阻抗可分為以下三種：,一,.,單端阻抗,Z,se,(Single Ended),二,.,差動阻抗,Z,diff,(Differential Mode),三,.,共,模阻抗,Z,com,(Common Mode),信號的傳輸方

28、式,單端信號（,single-ended,）,所謂的單端信號，即是在驅(qū)動器和接,收器中，一個信號的傳輸僅需要一個,導(dǎo)體（端子,Pin,）。,差動信號（,differential,mode,signal,）,單端信號與差動信號圖,差動信號的傳輸則是在驅(qū)動器和接收器中，需要兩個完全相同並且匹配的導(dǎo)體，,在這兩個導(dǎo)體上所傳輸?shù)男盘枮閮苫パa的信號，也就是大小相同（振幅相同）並,且極性相反（相位差,180,度）的兩個信號。,基於該分析可了解為何在高頻傳輸中會選用差動信號（,differential,mode,signal,）。,究竟什么是特性阻抗？,理解特性阻抗最簡單的方法是看信號在傳輸中碰到了什么。當(dāng)

29、沿著一條具有同樣橫截面?zhèn)鬏斁€移動時，這類,似微波傳輸。假定把,1,伏特的電壓階梯波加到這條傳輸線中，如把,1,伏特的電池連接到傳輸線的前端,(,它位于發(fā),送線路和回路之間,),，一旦連接，這個電壓波信號沿著該線以光速傳播，它的速度通常約為,6,英寸,/,納秒。當(dāng)然，,這個信號確實是發(fā)送線路和回路之間的電壓差，它可以從發(fā)送線路的任何一點和回路的相臨點來衡量。,“信號”然后沿著這條傳輸線以,6,英寸,/,納秒的速度傳播。第一個,0.01,納秒前進了,0.06,英寸，這時發(fā)送線路有多,余的正電荷，而回路有多余的負電荷，正是這兩種電荷差維持著這兩個導(dǎo)體之間的,1,伏電壓差，而這兩個導(dǎo)體,又組成了一個電

30、容器。,在下一個,0.01,納秒中，又要將一段,0.06,英寸傳輸線的電壓從,0,調(diào)整到,1,伏特，這必須加一些正電荷到發(fā)送線路，,而加一些負電荷到接收線路。每移動,0.06,英寸，必須把更多的正電荷加到發(fā)送線路，而把更多的負電荷加到回,路。每隔,0.01,納秒，必須對傳輸線路的另外一段進行充電，然后信號開始沿著這一段傳播。電荷來自傳輸線前,端的電池，當(dāng)沿著這條線移動時，就給傳輸線的連續(xù)部分充電，因而在發(fā)送線路和回路之間形成了,1,伏特的電,壓差。每前進,0.01,納秒,就從電池中獲得一些電荷,(,Q),，恒定的時間間隔,(,t),內(nèi)從電池中流出的恒定電量,(,Q),就,是一種恒定電流。流入回

31、路的負電流實際上與流出的正電流相等，而且正好在信號波的前端，交流電流通過,上、下線路組成的電容，結(jié)束整個循環(huán)過程。,線路的阻抗,對電池來說，當(dāng)信號沿著傳輸線傳播，并且每隔,0.01,納秒對連續(xù),0.06,英寸傳輸線段進行充電。從電源獲得恒定的電流時，傳輸線,看起來像一個阻抗器，并且它的阻抗值恒定，這可稱為傳輸線路的“浪涌”阻抗,(surge,impedance),。,同樣地，當(dāng)信號沿著線路傳播時，在下一步之前，,0.01,納秒之內(nèi)，哪一種電流能把這一步的電壓提高到,1,伏特？這就涉及到瞬時,阻抗的概念。,從電池的角度看時，如果信號以一種穩(wěn)定的速度沿著傳輸線傳播，并且傳輸線具有相同的橫截面，那么

32、在,0.01,納秒中每前進一,步需要相同的電荷量，以產(chǎn)生相同的信號電壓。當(dāng)沿著這條線前進時，會產(chǎn)生,同樣的瞬時阻抗,，這被視為傳輸線的一種特性，,被稱為特性阻抗。如果信號在傳遞過程的每一步的特性阻抗相同，那么該傳輸線可認為是可控阻抗傳輸線特性阻抗的計算,簡單的特性阻抗模型：,Z=V/I,，,Z,代表信號傳遞過程中每一步的阻抗，,V,代表信號進入傳輸線時的電壓，,I,代表電流。,I=,Q/,t,，,Q,代表電量，,t,代表每一步的時間。,電量,(,來源于電池,),：,Q=,C,V,，,C,代表電容，,V,代表電壓。電容可以用傳輸線單位長度容量,CL,和信號傳遞速度,v,來推導(dǎo)。單位引,腳的長度值

33、當(dāng)作速度，再乘以每步所需時間,t,則得到公式,:,C=CL,v,(,)t,。,綜合以上各項，我們可以得出特性阻抗：,Z=V/I=V/(,Q/,t)=V/(,C,V/,t)=V/(CL,v,(,)t,V/,t)=1/(CL,v),可以看出，特性阻抗跟傳輸線單位長度容量和信號傳遞速度有關(guān)。為了區(qū)別特性阻抗和實際阻抗,Z,，我們在,Z,后面加上,0,。傳輸,線特性阻抗為：,Z0=1/(CL,v),如果傳輸線,單位長度容量和信號傳遞速度,保持不變，那么傳輸線特性阻抗也保持不變。這個簡單的說明能將電容常識和新發(fā)現(xiàn),的特性阻抗理論聯(lián)系在一起。如果增加傳輸線單位長度容量，例如加粗傳輸線，可降低傳輸線特性阻抗。,線材特性阻抗,計算公式及影響因素,1.,阻抗計算公式,:,2.,水中電容計算公式,Z=,特性阻抗,=絕緣介電係數(shù),d=,導(dǎo)體外徑,(,包括絞合外徑,) D=,芯線外徑,K=,經(jīng)驗值,影響線材特性阻抗的因素,:,*,絕緣材質(zhì),(,其介電係數(shù)不同,),*,線材芯線,OD,及導(dǎo)體,OD,*,線材外是否有屏蔽,(,如包覆鋁箔麥拉會減小其阻抗值,),*,絕緣為發(fā)泡,PE,時,的發(fā)泡程度,?,發(fā)泡P,E,絕,緣,當(dāng),=1.7,時,K=1.37,線材阻抗值變化值,:,阻抗值,D(mm),d(mm),0.39mm(7/0.127mm,0.95mm,1.0mm,1.1mm,1.2mm,1.3mm,1.