常见的同轴电缆阻抗测试方法

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1、常见的同轴电缆阻抗测试方法李谦若特性阻抗作为电缆的重要指标一直是生产以及测试人员主要关注的对象，随着测试技术的不断发展，测试方法变的多种多样，现就同轴电缆的阻抗测试方法的异同做一个总结和归纳（时域的测试方法暂不做总结）一、阻抗的定义：一般我们通常所说的同轴电缆的特性阻抗，一般包含四种概念：1.特性阻抗（Zc），定义为：入射电压与入射电流之比或反射电压与反射电流之比（即波阻抗）。他的表示式为RjLRjLjZcGjCGjCL高频时，即ωL＞＞R，ωC＞＞G，则ZcC这里：R为电阻L为电感G为电导C为电容γ为传播常数α

2、为衰减β为相位常数2.输入阻抗（Zin），定义为：在电缆一端端接（任意频率下）与电缆阻抗一致的负载时的电缆阻抗。这种完全一致的负载实际上是不存在的，一般认为端接的负载回波在-40dB以上是认为是完全一致的负载。ZZtanh(l)1sLc11ZZZincLZZtanh(l)1scL11这里：ZL为负载阻抗γ为传播常数l为电缆长度s11为反射系数3.平均阻抗（Z∞），定义为平均特性阻抗在高频时的渐进值。le,1ZcCfC这里：le，∞为试样在200MHz附近的电气长度Miles.li@intertek.comMiles

3、.li@outlook.comc为自由空间的传播速度C为试样的电容△f为在200MHz频率下试样相位变化360°所对应的频率变化4.平均特性阻抗（Zavg）22ZavgRavgXavg这里：nRnXiiRavgXavgi1ni1nRi为电缆尾部端接负载时所测得的电缆各个频率下阻抗的实部值Xi为电缆尾部端接负载时所测得的电缆各个频率下阻抗的虚部值二、实际测试所得到的结果(以100mRG6电缆为例)Miles.li@intertek.comMiles.li@outlook.com由测试数据和图可以得到以下结论：1.随着电缆频率的不断

4、升高、衰减变大,在电缆衰减接近10dB时，Zin≈Zc(开短路法)见下图2.电缆开短路时的非线性失真，会导致测试结果的严重偏差，结果见下图Miles.li@intertek.comMiles.li@outlook.com可见开短路法测试阻抗的测试偏差会在±π/4的时候周期性出现，周期为π，其产生原因为32λ275304444低频时终端开路等效阻抗分布图λ20735344424低频终端短路的等效阻抗分布图开路时每π周期时出现非线性的阻抗变化，短路时同样也是每π周期时出现非线性的阻抗变化，他们相隔π/2，在反射状态下周期为π

5、的交替出现影响测试结果。随着衰减的逐渐增大,逐步减小.3.特性阻抗(相位法)与特性阻抗(开短路法)有较大差异的原因:特性阻抗定义为：入射电压与入射电流之比或反射电压与反射电流之比（即波阻抗）,这里特性阻抗(相位法)实际上反映了入射电压与入射电流之比;而特性阻抗开短路法反映了反射电压与反射电流之比（即波阻抗）.两种方法对于均匀的无耗线来说是没有太大的区别的,但是对于一个较长而且阻抗并不均匀的电缆来,其反射电流和反射电压是电缆各个位置上反射信号在测试端的叠加,就此来说两种方法是有很大差别的.三、总结目前虽然电缆测试阻抗的方法多种多样,但是在进行电缆

6、特性阻抗测试时,特性阻抗(相位法)目前来说是高频测试时较能够反映电缆的实际阻抗特性的测试方法.(对于某些较早的网络分析仪来说,由于不能测试总相位,相位法测试特Miles.li@intertek.comMiles.li@outlook.com性阻抗可能需要通过计算机来辅助实现)Miles.li@intertek.comMiles.li@outlook.com