特性阻抗介紹

2023-11-05 阅读 23 评论 0

摘要：特性阻抗：又稱“特征阻抗”，它不是直流電阻，屬于長線傳輸中的概念。在高頻范圍內，信號傳輸過程中，信號沿到達的地方，信號線和參考平面（電源或地平面）間由于電場的建立，會產生一個瞬間電流，如果傳輸線

特性阻抗：又稱“特征阻抗”，它不是直流電阻，屬于長線傳輸中的概念。在高頻范圍內，信號傳輸過程中，信號沿到達的地方，信號線和參考平面（電源或地平面）間由于電場的建立，會產生一個瞬間電流，如果傳輸線是各向同性的，那么只要信號在傳輸，就始終存在一個電流I，而如果信號的輸出電平為V，在信號傳輸過程中，傳輸線就會等效成一個電阻，大小為V/I，把這個等效的電阻稱為傳輸線的特性阻抗Z。信號在傳輸的過程中，如果傳輸路徑上的特性阻抗發生變化，信號就會在阻抗不連續的結點產生反射。影響特性阻抗的因素有：介電常數、介質厚度、線寬、銅箔厚度。

現象類比：運輸線的糟糕路況（類似傳輸線里的特性阻抗）會影響運輸車隊的速度，路越窄，路的阻礙作用越大（特性阻抗大，通過的無線電波能量就小）；路越寬、路況越好，通過的車隊速度越快（通過的無線電波能量越多）。假若一段路況特別好，另一段路況特別差，從路況好的路段進入差的路段，車隊就需要放慢速度。這就說明兩段路的路況不匹配（阻抗不匹配）。

特性阻抗是射頻傳輸線影響無線電波電壓、電流的幅值和相位變化的固有特性，等于各處的電壓與電流的比值，用表示。在射頻電路中，電阻、電容、電感都會阻礙交變電流的流動，合稱阻抗。電阻是吸收電磁能量的，理想電容和電感不消耗電磁能量。阻抗合起來影響無線電波電壓、電流的幅值和相位。同軸電纜的特性阻抗和導體內、外直徑大小及導體間介質的介電常數有關，而與工作頻率傳輸線所接的射頻器件以及傳輸線長短無關。也就是說，射頻傳輸線各處的電壓和電流的比值是一定的，特征阻抗是不變的。

目前無線通信系統射頻器件有兩種特性阻抗，一種是50W，用于軍用微波、GSM、WCDMA等系統；另一種是75W，用于有線電視系統，一般應用較少。

測量方法

測量特性阻抗時，可在電纜的另一端用特性阻抗的等值電阻終接，其測量結果會跟輸入信號的頻率有關。

測量單位

特性阻抗的測量單位為歐姆。在高頻段頻率不斷提高時，特性阻抗會漸近于固定值。

例如同軸線將會是50或75歐姆；而雙絞線(用于電話及網絡通訊)將會是100歐姆(在高于1MHz時)。

粗同軸電纜與細同軸電纜是指同軸電纜的直徑大還是小。粗纜適用于比較大型的局部網絡,它的標準距離長、可靠性高。由于安裝時不需要切斷電纜,因此可以根據需要靈活調整計算機的入網位置。但粗纜網絡必須安裝收發器和收發器電纜,安裝難度大,所以總體造價高。相反,細纜安裝則比較簡單,造價低,但由于安裝過程要切斷電纜,兩頭須裝上基本網絡連接頭(BNC),然后接在T型連接器兩端,所以當接頭多時容易產生接觸不良的隱患,這是目前運行中的以太網所發生的最常見故障之一。