讯号线特性阻抗相关知识讲课资料.ppt

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1、解析对绞线特性阻抗日期：2016-4-7目录1.对绞线作用；2.对绞线生产流程；3.对绞线主要生产工艺控制；4.特性阻抗介紹；5.影响特性阻抗的因素；6.行業UL10064對絞線生產瓶頸；2.对绞线生产流程东莞元太公司目前主要生产UL10064系列对绞线，其规格分100Ω、110Ω。公司生产设备高速对绞机20余台，退扭机10台，每月产能约600万米。现针对对绞线生产流程大致介绍如下：（参照QC工程图）3.主要生产工艺控制对绞线关键生产工艺单支铜丝OD绝缘单线OD绝缘单线同心度对绞绞距对绞张力退扭后絞距元太針

2、對對絞線之管控A.单支铜OD：通过对阻抗公式的分析得知：导体的OD對絞線特性阻抗會產生影響。导体直径的OD会影响电感和电容的大小，进而成为影响特性阻抗ZC，这是不可忽视的因素。要想控制好导体直径，模具的精度至关重要，在设备运行状况良好的条件下，导体直径偏差不可超0.003mm,因此，在拉丝生产过程中应经常关注拉丝机的运行状况及拉丝模精度的控制。续上B.绝缘单线OD：绝缘线芯外径偏差和同心度是绝缘单线生产过程中最不易控制因素，而绝缘线芯外径的波动和偏心会导致两导线间距离的变化，这种变化的结果使特性阻抗ZC值发

3、生变化，两导线间距离变化越大特性阻抗ZC值波动就越大，严重时会远远偏离标称值。考慮到押出工藝之可行性，绝缘外径偏差一般控制在±0．01mm以内，同心度不得小于80％（此標準為我司內部根據目前生產工藝及實際測試數據總結得來）。要想得到比较均匀的特性阻抗，就要保证生产出的绝缘线芯的绝缘厚度和同心度都很好。造成绝缘偏心的主要因素有：模芯与导体间的间隙过大造成导线在模芯内晃动、挤塑温度过高，在冷却前热的塑料因重力作用下坠而造成、模芯和外模同心度不够等等。续上C.对绞绞距：通常情况下，电缆的使用频率越高，信号的波长就

4、越短，绞对节距越小时平衡效果才好。但过小的绞合节距又会带来生产效率低和绝缘芯线及导体扭伤变形的问题。绞距过大，则两根单线之间信号传输平衡性及稳定性越差，一般绞距选择需综合考虑如下因素：信号传输稳定性，产品摇摆特性，生产效率及对产品结构本身之影响等等。D.对绞张力：两根单线在对绞过程中，张力需适当，张力过小，易造成绞距不均（跳股）且两根单线绞合太松最终导致单线间导体间距不稳定，最终影响相关传输特性；张力过大，易造成导体拉小，绝缘OD变小，绝缘变形最终也会影响对绞线品质。因此生产过程中需选择合适张力并保持放线张

5、力稳定性，建议两根单线之间张力差异值小于10g（內部標準）续上E.退扭后絞距：在对绞绞距较小情况下，在对绞过程中，绞线产品会产生扭转应力，因此需要在原有对绞基础上进行退扭，释放扭转应力，可适当减少因扭转应力过大造成绝缘变形、损伤以及客户端放线裁线过程中线材打扭等现象。退扭后絞距管控：退扭率大小直接影响退扭后线材结构及传输特性之稳定性，退扭率过小，无法释放对绞扭转应力，线材易变形、损伤且裁线后线材打扭；退扭率过大，造成对绞结构松散，阻抗不稳定。目前我司退扭率为40%（退扭后絞距較退扭前偏大約0.3-0.4mm

6、）4.特性阻抗（Zc）的定义特性阻抗是指当电缆无限长时该电缆所具有的阻抗，是阻止电流通过导体的一种电阻名称，它不是常规意义上的直流电阻。特性阻抗包括：容抗（C)、感抗(L)、低直流阻抗(R），当低频时，Zc主要为低直流阻抗(R），但高频传输过程则主要是容抗（C)及感抗（L）。一条电缆的特性阻抗是由电缆的电导率、电容以及阻值组合后的综合特性。假设一根均匀电缆无限延伸，其发射端在某一频率下的阻抗称为特性阻抗(CharacteristicImpedance)。它由诸如导体的集合尺寸、导体间的中心距离、传输线本身的

7、结构、电缆绝缘材料的介电常数等因素决定，与数据传输线的长短无关。数据传输线的瞬间阻抗或者是特征阻抗是影响信号品质及完整性的最重要的因素。如果信号传播过程中，相邻的信号传播间隔之间阻抗保持一致，那么信号就可以十分平稳地向前传播，因而情况变得十分简单。如果相邻的信号传播间隔之间存在差异，或者说阻抗发生了改变，信号中能量的一部分就会往回反射，信号传输的连续性也会被破坏，由此会带来诸如回波损耗偏大、信号传输辐射增大、信号传输完整性不足等问题。5.影响对称电缆特性阻抗（Zc）的因素影响Zc的因素影响因素与Zc的变化关

8、系比例关系影响因素的变化Zc的随之变化等效介电常数↑↓反比↓↑导体直径↑↓反比↓↑导体中心距（绝缘线径OD)↑↑正比↓↓对绞绞距↑↑正比↓↓NBCABLE的特性阻抗（Zc）计算其中：εe:绝缘材料的等效介电常数D：外导体内径d：内导体絞合外径Ln:以无理数e=2.71728为底的对数的对数＊由上式可以看出，NB对绞电缆特性阻抗只与导体直径D和d以及导体间介质的介电常数εr有关，而与馈线长短、工作频率以及线缆终端所