1、第5頁共13頁電纜的阻抗術語音頻：人耳可以聽到的低頻信號。范圍在 20-20kHz。視頻：用來傳誦圖象的高頻信號。圖象信號比聲音復雜很多，所以它的帶寬（范圍）也大過音頻很多，少說也有 0-6MHz。射頻：可以通過電磁波的形式想空中發射，并能夠傳送很遠的距離。射頻的范圍要寬很多，10k-3THz（1T=1024G）。電纜的阻抗本文準備解釋清楚傳輸線和電纜感應的一些細節，只是此課題的摘要介紹。如果您希望很好地使用傳輸線，比如同軸電纜什么的， 就是時候買一本相關課題的書籍。 什么是理想的書籍 取決于您物理學或機電工程，當然還少不了數學方面的底蘊。什么是電纜的阻抗，什么時候用到它？首先要知道的是某個導

2、體在射頻頻率下的工作特性和低頻下大相徑庭。當導體的長度接近承載信號的1/10波長的時候，good o1風格的電路分析法則就不能在使用了。這時該輪到電 纜阻抗和傳輸線理論粉墨登場了。傳輸線理論中的一個重要的原則是源阻抗必須和負載阻抗相同，以使功率轉移達到最大化，并使目的設備端的信號反射最小化。在現實中這通常意味源阻抗和電纜阻抗相同，而且在電纜終端的接收設備的阻抗也相同。電纜阻抗是如何定義的？電纜的特性阻抗是電纜中傳送波的電場強度和磁場強度之比。（伏特 /米）/ （安培/米）= 歐姆 歐姆定律表明，如果在一對端子上施加電壓（E）,此電路中測量到電流（I）,則可以用下列等式確定阻抗的大小，這個公式總

3、是成立： Z = E / I無論是直流或者是交流的情況下，這個關系都保持成立。特性阻抗一般寫作 Z0 （Z零）。如果電纜承載的是射頻信號，并非正弦波，Z0還是等于電纜上的電壓和導線中的電流比。所以特性阻抗由下面的公式定義：Z0 = E / I電壓和電流是有電纜中的感抗和容抗共同決定的。所以特性阻抗公式可以被寫成后面這個形Zo=xy(R+2 JifL) / ( G+J=2其中R= 亥導體材質（在直流情況下）一個單位長度的電阻率，歐姆G邛位長度的旁路電導系數（絕緣層的導電系數），歐姆j=只是個符號，指明本項有一個 +90'的相位角（虛數）兀=3.14161=單位長度電纜的電感量c=單位長度

4、電纜的電容量注：線圈的感抗等于 XL=2兀fL,電容的容抗等于 XC=112兀fL。從公式看出，特性阻抗正比 于電纜的感抗和容抗的平方根。對于電纜一般所使用的名緣材料來說，和2TtfC相比，G微不足道可以忽略。在低頻情況，和R相比2 71fL微不足道可以忽略，所以在低頻時，可以使用下面的等式：Z。=/R/j*2冗fc注：原文這里是 Zo = sqrt （ R / （j * 2 * pi* f * L）應該是有個筆誤。阻抗不應該是反比于感抗.實際上低頻時應該是電阻和容抗占主導地位。如果電容不跟隨頻率變化，則Z0和頻率的平方根成反比關系，在接近直流的狀態下有一個-45'的相位角，當頻率增加

5、相位角逐漸減少到0'。當頻率上升時，聚氯乙烯和橡膠材料會稍微降低電容，但聚乙烯，聚丙烯，特氟綸（聚四氟乙烯）的變化不大。當頻率提高到一定程度（f足夠大），公式中包含 f的兩項變的很大，這時候 R和G可能可 以被忽略。等式成為Zo= '(j*2TTfL)/(j*2TTfC)簡化成乙二 JlTc高頻下的電纜性質在高頻下您不能把電纜視作一條簡單的電纜。在此時它是波導。特性阻抗是為電磁波而設立 的電阻系數。故此阻抗負責描述高頻下電纜的狀態。高頻通常用100kHz以上的頻率傳輸（當然能否高頻傳輸取決于電纜）。如果您在電纜一端輸入合適頻率的正弦交流信號，信號以電波的形式傳播過電纜。如果電纜

6、的長度和該交流信號頻率的波長相比是個很大的數字的話（注：即電纜長度是波長的很多倍），在傳送過程中可以測量AC的電壓和電流比，這個比值叫做這條電纜的特性阻抗。 實際上電纜的特性阻抗由電纜的幾何形狀和絕緣部分決定的。電纜的長度不影響電纜的特性阻抗。 注：就是說使用多數絕緣材料電容不會起變化。而電感量L的定義公式為L =科（W2/I）S(1 =介質磁導率N =線圈匝數I =線圈長度S =線圈橫截面積可以看出，電感量只和材質及幾何形狀有關，和頻率無關。所以在f足夠高的情況下， 特性阻抗和頻率沒有關系了。 頻率再高，特性阻抗都等于電感量除以電容量的平方根。(實際上特性阻抗等于感抗容抗乘積的平方根，由于在

7、乘積中約除了有關頻率部分，所以有些資料中說特性阻抗和頻率無關，實際上應該是在足夠高頻的情況下，特性阻抗和頻率無關)同軸電纜的模型是怎么樣的？同軸電纜可以表示為分布的串聯電感和分布的并聯電容，一種不對稱的過濾裝置排列起來，特定的電纜有唯一的值。如果給定某個頻率， 而且這個頻率合適， 這套過濾裝置可以最大化地傳遞信號；如果頻率再提高的話，這套裝置會削弱信號。注：這段信息很有意思，考慮一下，特性阻抗沒有變化，而信號卻減弱了！為什么會這樣？唯一的合理解釋，就是在電纜的接收端電壓和電流都減弱了，而且是按照相同的比例減弱的。下面畫出一張傳輸線分布參數的草圖，這個理論是無線電工業的工程工具之一，在這個理論中

8、線長可以變動，可以使用復數源，和復數的終端阻抗。 實際上阻抗這個詞代表有實部和虛部簡單的傳輸線分布參數圖如何用同軸電纜本身的性質計算特性阻抗？電纜的長度和它的特性阻抗無關。 特性阻抗是由導體的大小和間隔， 還有就是導體之間的絕 緣體的種類決定的。通常的同軸電纜在常規的頻率下使用，特性阻抗由內導體和外(屏蔽) 導體的尺寸決定的，當然內導體和外導體之間的絕緣體也起著決定作用。下列方程可以用來計算同軸電纜的特性阻抗：(摘自 Reference Data for Radio Engineers book published by Howard W. Sams & Co. 1975, page

9、24-21)Zo = (138/F)lg(D/cl)同軸電纜的特性阻抗計算其中:1g =以10為底的對數d = 中心導體的直徑D =電纜屏敝層的內徑e =介電常數（空氣為1 ）簡單地說，同軸電纜的特性阻抗就是一個商的平方根 （這個商是單位長度的電感除以單位長 度的電容）同軸電纜的特性阻抗典型值在 20-150歐姆之間。電纜的長度無論如何都無法影 響特性阻抗。如果同軸電纜使用的傳輸頻率過高， 則波會以我們不期望的方式傳播， （就是說會產生非預 期的電場和磁場圖）電纜這時不能正常工作是由多方面原因造成的。如何計算平衡傳輸線（對稱傳輸線）的特性阻抗？特性阻抗是由導體的大小和導體間的間隔，以及導體之間

10、使用的絕緣體決定的。平衡傳輸線或雙絞線的阻抗 Z0,由線距和線徑比決定，前面提到的絕緣體種類一樣起決定作用。現實 中的Z0在高頻下相當接近純電阻，但并不完全相等。下列公式可以用來計算接近地面的平衡傳輸線的特性阻抗（摘自Reference Data for RadioEngineers book published by Howard W. Sams & Co. 1975, page 24-22）Zo=（276/GlgJ（2D/d） *（1+ （D/2h）' ）其中lg =以io為底的對數d =傳輸線線徑D =線對之間的距離e =介電常數（空氣為 1）h =線對和地面之間的距離這

11、個公式不只是適用于非屏蔽平衡傳輸線，當D比d大，而h比d更大的時候（帶屏蔽的平行傳輸線也適用）。如果雙絞線離地面非常遠 （h接近無窮大）則地面的影響可以忽略不計， 線纜的阻抗可以由一個簡化的公式近似：（原文作者本人推演上面的公式得出的）Zo=(276/JT)*lg(2D/d)注：將對數中真數部分少做改動對結果影響不大，因為結果是真數的指數，可以這個簡化接受。但原來的公式有個開方，這個相當于結果1/2!對雙絞線來說，典型的特性阻抗在 75歐姆到1000歐姆之間，可以滿足各種應用的需要。典型舊式電話線對，架在電線桿間的空中，其特性阻抗大約是 600歐姆左右。現在使用的電話和電訊電纜典型的特性阻抗為

12、100或120歐姆。我可以使用哪種電路模型來描述長線的同軸電纜？如果您知道一定長度的電纜的電感量和電容量的話，可以使用下面的電路模型描述長線同軸電纜：簡單邛J傳輸線分布參數圖這個模型對理解描述阻抗，電容，電感之間關系的阻抗等式非常有幫助:乙二 Jl/c我能否使用萬用表來測量電纜的阻抗？電纜的特性阻抗只描述了電纜在高頻信號下的的工作性質。萬用表是用直流電流來測量電阻 值的，所以不能用萬用表或其他簡單的測量設備來測量電纜的阻抗。通常最好的方法是檢查 電纜的類型（一般印刷在電纜外面）查閱相關的信息手冊，而不要試圖實際測量 我如何測量電纜的阻抗呢？使用一個關系式來確定 Z0比使用設備測量要簡單很多。在

13、給定的頻率，可以這樣來推算電 纜的阻抗：測量一段電纜在遠端開路情況下的阻抗Zoc,再測量該段電纜在遠端短路的情況下的阻抗Zsc,用下面的等式來確定 ZO:Zo = JZoc*Zsc其中Zoc =某一電纜在遠端開路的情況下測量出的阻抗Zsc =該電纜在遠端短路的情況下測量出的阻抗注意：對Zoc和Zsc的測量包含了幅值和相位，所以 Z0也會有幅值和相位。阻抗高頻測量法是先確定電纜的傳播速度和電容，或者使用反射計。什么情況下電纜的阻抗會影響到信號？為了使電纜的特性阻抗能夠對傳輸的信號產生不同的影響，電纜的長度必須至少是實際載頻波長的數分之一。（注：表達的意思應該是電纜長度和波長必須是可比的，使信號可

14、以在傳輸線上傳送出波形的一部分，如 1/4或更多）大多數的金屬絲可以用光速6070%H專遞交流電，換個說法就是每秒傳遞19.5萬公里。個頻率為20000Hz的音頻信號的波長為 9750米（195/0.02MHz=9750m）,所以電纜起碼要有45公里長才開始影響音頻信號。所以音頻連接電纜的特性阻抗和其他困擾我們的問題相比，算不上什么。標準的視頻信號很少有超過10MHz的，其大概波長大概是 20米。這樣高的頻率足以使特性100MHz，阻抗開始對信號產生影響。高分辨率的電腦顯示信號和高速的數據信號經常超過 所以即便是很短的電纜傳輸，也要考慮到正確的阻抗匹配問題。如何進行阻抗匹配？首先驅動電纜電源的

15、輸出阻抗，必須和電纜的特性阻抗相等，這樣才能使所有輸出的功率進入傳輸電纜，避免從電纜的輸入端反射回入源。其次， 應該使電纜輸出端負荷設備的輸入阻抗和電纜的特性阻抗相同，這樣所有功率進入了負載設備，而不會被負載反射回電纜。這個正常的驅動方法有很多的例外，但一般是用來做其他用途的。可以選一個特性阻抗匹配使低頻帶寬的傳輸功率最大化，或者使阻抗失配改善更寬廣頻寬下的響應。這是工程師的抉擇，視其需求而決定。為什么需要阻抗匹配？如果您的源輸出阻抗，電纜特性阻抗，和負載輸入阻抗之間存在失配的話，將存在反射，并完全由電纜長度決定（反射的狀態）。此外如果電纜被非正常使用，如擠壓，打結，或者連接器的安裝不正確，會

16、產生反射，造成功率損失。更有甚者，如果是大功率向電纜輸出（比如無線廣播臺），反射功率可能會損壞功率源設備。所以您必須小心防范阻抗失配問題。并非所有的教科書中都說明了這個不尋常的情況：當天線把功率送回（沒有正確終止），功率可以從同軸電纜的內芯直接穿透到電纜的外芯屏蔽網，這時天線的功率是最低下的。這意味著射頻可以傳送到同軸電纜的外部，關于同軸電纜最難理解的概念是當電纜被終結時，（ 對源來說，）感抗和容抗則不存在了。注： 這句話的意思不太明白。是否在說加一個合適的終端電阻之后，由于源的平穩的輸出電壓和電流，電纜上電壓電流不會產生變化，一個正確終止的電纜在源看來是無限長的。列出電纜阻抗的最大理由是其可

17、靠的電學特征，或者說只是要表明其阻抗。同軸電纜一般承載一些離散的低振幅高頻率信號。離散信號的信號衰減是非常嚴重的- 即便是最理想的阻抗匹配也會有半數的信號損失，少許的失配更會造成更大的損失，在天線發送信號的過程中尤為嚴重。需要仔細匹配傳輸部分，如同軸電纜，以使信號保真并減少噪音。所謂的電容在電纜性能或傳輸能力上有什么影響嗎？如果同軸電纜被終止了則電纜上的電容沒有什么影響。對源來說，電纜上完全沒有電容和電感。這種傳輸線的特性被應用在 PCB上隱藏高頻線路的電容。 工程人員可以設計出具有恰當的電 容和電感值的PCB線路，則對源來說除了一條具有恰當阻抗的傳輸線，什么都覺察不到。在數據傳輸中為什么特性

18、阻抗如此重要？如果電纜被和本身特性阻抗等值的電阻終止的話，您不能從源端區分電纜是否是無窮長的-所有饋入電纜的信號都被電纜和負載吸收了。如果阻抗不匹配的話，電纜中的部分波會從電纜失配處反射，當這些反射波碰撞到信號發生器 （源） 的時候， 它們再次反射并和正在發射的正常信號混合，很難區分出哪些是原始信號，哪些是再次反射波。同樣地在將信號脈沖送出電纜時也是如此- 當遇到和本電纜特性阻抗不匹配的阻抗時，部分能量被反射回源端。如果信號脈沖到達了電纜的開路或短路端，所有的能量都被反射回去（除第 6 頁 共 13 頁了衰減損失部分- 這是另一個話題了）。如果是其他不匹配的終止情況，則有部分能量會反射。反射能

19、量會使信號失真，而且如果信號發生器的阻抗和電纜的阻抗不同的話，能量會被再次反射向電纜終端，形成多余的脈沖信號。我能否不加阻抗匹配地使用同軸電纜？如果電纜非常短，電纜的阻抗對信號的影響不大。通常使用同軸電纜的最佳傳送方法是做阻抗匹配。 雖然有些應用中線纜的兩端并為做正常的阻抗匹配工作。有些特殊的應用則應該在電纜的一端進行匹配，或者故意使兩端失配。這些只是些專用的場合，實際上已經仔細考慮過電纜的阻抗，使電纜及纜端終止在組合后形成的整個系統產生預期的傳輸效果。在此類應用中電纜不再是一條被動的傳輸線，而成為電路中的信號調整元件。什么是傳播速度比？傳播速度百分比是以真空光速為基數的。這個百分比指出電纜中

20、的信號速度和真空光速之比率。在合理的條件下，同軸電纜中的的傳播速度由絕緣體決定。為什么頻率增大時衰減曲線也趨向增大？這主要歸結于內外導體間有限的電流穿透能力（趨膚效應）。隨著頻率增大，電流透入導體的深度會隨之減小，從而電流被封閉在金屬表面更淺薄的區域。因此電阻和衰減就更大。同時在絕緣體的內部也會有部分的能量損失，也是造成衰減的原因。如何將將同軸電纜中的衰減降到最低？對一條外導體直徑固定的導線來說，如果外導體和內導體的電阻率相同，并且假設絕緣體沒有損失 （至少要類似聚乙烯或聚四氟乙烯在高頻下的表現）， 將下列表達式的值控制到最小，此時同軸電纜中的損失最小。（1/d+1）/ln（1/d）其中 d

21、是內導體的直徑和外導體的直徑之比（原文有筆誤，根據下文可以斷定是內外導體之比率。本文中筆誤不少）。使用一個簡式或算子可以快速地找到答案。D/d=3.5911 相當接近。 這個公式據說源自兩個公式，一個是同軸電纜阻抗和D/d 的關系比公式，另一個是有關損失的公式，可以在 Howard Sams出版的“Reference Data for Engineers ”第七版中的頁 29-13 找到。一個有趣的事情要注意，最小衰減并不直接決定導線的阻抗：導線的阻抗是由絕緣體的介電常數決定的。對一條用空氣作絕緣層的導線來說，對應的阻抗（只D/d 為 3.5911 時，最小衰減點）大概為 76.71 歐姆，

22、但如果使用固體聚乙烯作絕緣層的話，最小衰減點對應的阻抗大約是50.6歐姆。所以，不管我們將RG-58做什么用途，不管是做天線饋電用還是做連接測試設備用，都很接近上述給出的最小衰減的條件，而且絕緣體為聚乙烯。但是如果導線使用了傳導速度因子為0.8 的發泡絕緣體，對應最小衰減的阻抗變成了61 歐姆。但無論如何，最小衰減是一個很重要指標，而且您的阻抗匹配如果沒有偏離最佳阻抗50%以上，（失配造成的反射）不會造成太大的損失。注意， 發泡絕緣體導線如果和固體絕緣體導線的阻抗并外徑相同的話，發泡絕緣體導線的衰減更低。這是因為，為了使兩者的阻抗相同，發泡導線必須使用更粗的內導體，粗導體有更小的RF電阻，故此

23、有更小的損耗。典型的電纜阻抗什么是典型的電纜阻抗？同軸電纜使用的最典型阻抗值為50 歐姆和 75 歐姆。 50 歐姆同軸電纜大概是使用中最常見的，一般使用在無線電發射接收器，實驗室設備，以太等環境下。另一種常用的電纜類型是75 歐姆的同軸電纜，一般用在視頻傳輸，有線電視網絡，天線饋線，長途電訊應用等場合。電報和電話使用的裸露平行導線也是典型的阻抗為600 歐姆。一對線徑標準22 的雙絞線，使用合適的絕緣體，因為機械加工的限制，平均阻抗大約在120 歐姆左右，這是另一種具有自己特有特性阻抗的傳輸線。某些天線系統中使用300 歐姆的雙引線，以匹配折合半波陣子在自由空間阻抗。（但當折合陣子處于八木天

24、線中的時候，阻抗通常會下降很多，一般在100-200 歐姆左右）（注：加反射板也會改變陣子的阻抗值，一般會降低，而且反射板越近則阻抗降低越多。）為什么是50 歐姆的同軸電纜？在美國，用作射頻功率傳輸的標準同軸電纜的阻抗幾乎無一例外地都是50 歐姆。為什么選用這個數值，在伯德電子公司出示的一篇論文中有解釋。不的的參數都對應一個最佳的阻抗值。內外導體直徑比為1.65 時導線有最大功率傳輸能力，對應阻抗為30 歐姆（注：lg1.65*138=30 歐姆，要使用空氣為絕緣介質，因為這個時候介電常數最小，如果使用介電常數為2.3 的固體聚乙烯，則阻抗只有不到20 歐姆）。最合適電壓滲透的直徑比為2.7

25、，對應阻抗大約是60 歐姆。（順帶一提，這個是很多歐洲國家使用的標準阻抗）當發生擊穿時，對功率傳輸能力的考量是忽略了滲透電流的，而在阻抗很低，30 歐姆時，滲透電流會很高。衰減只源自導體的損失，此時的衰減大約比最小衰減阻抗（直徑比3.5911 ）77 歐姆的時候上升了50%，而在這個比率下（D/d=3.5911 ），最大功率的上限為30 歐姆電纜最大功率的一半。以前， 很少使用微波功率，電纜也無法應付大容量傳輸。因此減少衰減是最重要的因素，導致了選擇77（ 75 歐姆）為標準。同時也確立了硬件的規格。當低耗的絕緣材料在實際中應用到柔性電纜上，電纜的尺寸規格必須保持不變，才能和現存的設備接口吻合

26、。聚乙烯的介電常數為2.3 ， 以空氣 （介電常數為1）為絕緣層的導線的阻抗為77 歐姆， 如果以聚乙烯來填充絕緣空間的話，阻抗將減少為51 歐姆。雖然精確的標準是50 歐姆， 51 歐姆的電纜在今天仍然在使用。在 77 歐姆點的衰減最小，60 歐姆點的擊穿電壓為最大，而30 歐姆點的功率輸送量是最大的。 （注：洋人的思維也如此混亂，這些性能指標明明不是由阻抗決定的。前面說過，這些由D/d 比決定的。閑扯這些只讓人產生誤解）另外一個可以導致50 歐姆同軸電纜的事情，如果您使用一個合適直徑的中心導體，并將絕緣體注入中心倒替周圍，再在外圍裝上屏蔽層，選好所有的尺寸以便別人使用并顧及到外觀的美觀，結

27、果其阻抗都落在50 歐姆左右。如果想提高阻抗，中心導體的直徑和導線的總徑相比的話太細了；如果想降低阻抗，則內外導體之間的絕緣體厚度要做的很薄。幾乎任何同軸電纜由于機械美觀度的原因，都會接近50 歐姆， 這使 50 歐姆成為標準化的一種自然趨向。第 8 頁 共 13 頁電纜的電容和特性阻抗取一條短粗的同軸電纜，不連接任何東西，中心導體和屏蔽層就形成了一個電容器。如果一直為電容充電直至壓差為 100V,然后將屏蔽層和中心導體短路，電流有多大？電流不象普通電容那樣無窮大（由寄生電阻和電抗決定了的），而是由導線的特性阻抗決定的的。如果是50歐姆電纜充電到100V,電流會是2安培（ 100/50 ）。電

28、流形成一個方波， 時寬（持續時間，脈沖寬度，選哪個稱呼都一樣）由電纜長度決定（大約1.5ns/英尺，因導線的速度因子不同而變化）。這個例子可以用來產生電流脈沖到半導體激光器，如果想要比此類電纜產生的波長更長的脈沖，可以使用集總阻抗之類的東西。應用同軸電纜如果在需要75歐姆的視頻應用中使用了50歐姆的電纜會怎樣？如果50歐姆的電纜連接了 75歐姆的負載（接收器），會有相當一部分的信號反射向發射設備。因為發射設備也是 75歐姆的，這個反射信號會有部分再反射向接受設備。因為信號比 正常信號有所延遲，在顯示時表現為鬼影一樣的圖象，大量此類的鬼影象回聲一樣反復。同時，反射在某些頻率引起部分信號損失。我如

29、何轉換電纜的阻抗值？阻抗本身是不能轉換的， 除非您更換整一條具有其他阻抗的電纜， 如果您必須要使用現存的 電纜，那有一個方法可行：進行阻抗轉換。由于有種轉換器可以使用，兩端都安裝該轉換器的的電纜好象具有了不同阻抗。有些地方是可以用電阻轉接器來轉換電纜阻抗的，轉接器比轉換器簡單， 但使用中一般有很顯著的信號損失。（75歐姆轉換到50歐姆典型的損失有 6dB左右）電路板上印刷電路的阻抗電路板上的線路能夠發送高速信號， 前提條件是要仔細地調整線路的阻抗， 使其和源驅動元件（芯片）的阻抗及目的地元件阻抗想匹配。如果可以控制好板面上線路的線厚，線寬，線高，微帶線可以表現為某個阻值的特性阻抗。特性阻抗公式

30、Z=（87E+1.41）*ln（5.98*h）/（0.8*w+t）其中£=介電常數（典型的玻璃纖維板為4.8 ）h =絕緣體的高度（電路線和玻璃纖維板底面之間的距離）t =銅質線路的厚度w=銅質線路的寬度介電常數Er對于常規0.0062"（0.062 英寸=1.57mm）的玻璃纖維來說是4.8。使線路的厚度保持為0.00134",寬度保持0.109”,則其微帶線的阻抗控制為50歐姆。當為電路板安排線路的時候， 差動線路對應該保持相同的長度，同時這些線路應該盡可能地不同阻抗之間的阻抗匹配如果兩條具有不同阻抗的電纜連接在一起，或者電纜連接到具有不同阻抗的信號源時，則需

31、要做阻抗匹配工作以避免連接處發生信號反射。使用轉換器進行阻抗匹配異阻抗匹配的最正統方法是使用具有正確阻抗轉換率的匹配轉換器。轉換器的阻抗轉換率有下面的公式計算：Za/Na = Zb/Nb2其中Za=入阻抗Na=入線圈的匝數Zb=出阻抗Nb=#出線圈的匝數等式可以轉化為另一種形式Zb - Za* （Nb/NaX從這個等式可以看出，匝數比和兩級線圈間的電壓轉換比相等。 這意味可以使用電壓比套入 公式，而不必知道確切的匝數比。（注：這種異阻抗匹配實際上是使用變壓器進行的，由于翻譯的通順使用了轉換器一詞， 實際上transformer 的中文意思之一就是變壓器）使用電阻打造阻抗匹配網下圖所示的匹配網絡

32、可以用來進行異阻抗間的匹配，假定Z1的電阻大于Z2的電阻1|+R1 | | Z1 | | R2 Z2 1_1 I +（注：圖中是兩個平行傳輸網的匹配。） 電路中的電阻可以用下面等式計算R1 = Z1-Z2*R2Z2+R2R2 二Z2*JziZlZ2F表預算出了幾個常用接口數值：Z1 Z2 R1 R2衰減(ohm) (ohm) (ohm) (ohm) (dB)755042,382,55,71505012161,99,93005027451,113,4150751101107,63007524382.511,4可以看到表中所列簡單電阻基礎上的阻抗匹配，會在轉換過程中產生相當大的信號衰減。數據電纜中

33、特性阻抗的解析一、概述在現在各類型號的數據電纜生產中，最重要也是最基本的四個參數：特性阻抗(IMPEDANCE衰減(ATTENUATION 近端串音(NEAR-ENDCROSSTADK結構回波損耗(SRD。相比之下， 這四個參數中最難控制應是特性阻抗，尤及對于特殊的多工序控制的數據纜，如阻水五類纜(UTP-ZS)、屏蔽五類纜(FTP)等。怎樣使其與衰減達到平衡，怎樣使其波動范圍控制在 100+15Q之內。本文主要是從理論和實際操作中的經驗所得來對特性阻抗的控制進行分析。(由于數據電纜屬典型的對稱通信電纜，所以以下所有的計算都基于理想的對稱回路) 二、計算(一)、特性阻抗數值(ZC)的理論計算：

34、ZC=(R2+co 2L2/ G2+co 2c2) 1/4其中的 R G L、C為線路的一次傳輸參數(單個回路的電 阻、電導、電感、電容)。由于數據纜的應用環境為100MHz;遠遠大于30KHz,屬高頻范圍，所以有 coL» R, 3。G,故有 ZC= (R2+co 2L2/ G2-+o 2c2) 1/4= (co 2L2/ co 2C2) 1/4= (L/C) 1/2 ,由以上式中可以看出要想算出ZG只要知道L、C就可以了。(二)、孤立回路電感(L)的理論計算：當回路通以交流電后，則在回路的導電線芯中和回路周圍產生磁通中，導電線芯內的叫內磁通，導電線芯外的叫外磁通。電感為磁通中與引

35、起磁通的電流I之比，所以相應的內外磁通亦有內外電感(L內和L外)，總電感為L=L內+L外。L內為導線內部的磁通與流過導線的電流之比所決定的。它的計算公式可在求二孤立導線有效電阻時，其復數功率的虛部來求得。其計算公式如：L內=Q (x) *10-4 (亨/公里)第11頁共13頁L外是導線外(與回路本身所交鏈的)磁通與流過被交鏈導線中電流之比，即1外=/I。回路的磁場分布如圖1所示。回路兩導線中，由導線 “電流所產生的磁場強度為Ha =I/2兀r，由導線 b中電流所產生的磁場強度為Hb=I/2兀(a -r ),由圖1中可以看出H=Hx +Hb=I (1/r+1/( a -r) ) /2 兀，由此

36、L 外可由式 L=H/I 求得。L 外=/ r a a -rb I (1/r+1/( a -r) ) /2 兀dr/I回路兩導線r a =rb=d/2 ,則 L外二科皿(2 a - d)/d)/ 2兀。由于回路中間為非磁性介質， 科二科科0=4兀*10 -7亨/米，則有L 夕卜=4 ln(2 a -d)/d)* 10-7 亨/米或 L 外=4 ln(2 a -d)/d)* 10-4 亨/ 公里由以上可以得出回路的總電感為L=L 內+1外=入4 ln(2 a -d)/d)+ Q(x) * 10-4 亨/公里(1)式中：1、入一總的絞合系數；2、a一回路兩導線中心間距離(毫米)；3、 d 導電線芯

37、直徑(毫米)；4、Q (x)為x=Kd/2的特定函數，其值隨頻率的增加而減少，當在高頻時接近為零。由式( 1)中分析可以看出外電感決定于導電線芯的直徑和導電線芯間的距離，內電感決定導電線芯本身的特性(如導線直徑、材料的磁導率和電導率)和傳輸電流的頻率，還有他倆也都和絞合的情況有關。(三)孤立回路電容(C)的理論計算：回路的電容和一般電容器的電容相似，兩根導線相當于兩個極板，導線間的絕緣相當于電容器極板間的介質。因此導線上帶有的電荷的電量Q與兩導線間的電位差U之比，為該回路的電容，即C=Q/U。孤立二導線間的工作電容。兩導線的圖可參照圖 1,導線a上的電荷Q在距導線a為r點 的電場強度Ea =Q/2ti r e ,導線b上的電荷Q在同一點的電場強度為 Eb=Q/2兀(a - r) e。則 該點的總的電場強度為 E= Ea + Eb=Q (1/r+1/(