线缆电气特性基础知识.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、同轴电缆,1,、结构,同轴电缆结构分为：导体、绝缘、铝箔麦拉、编织、外被。,举例：,A11 22AWG 1C,同轴线,（,1,）、导体,：裸铜线,1/0.643B0.003MM,（,2,）、绝缘,：,FOAM-PE,芯线料,0.98MM,使用物理发泡（,9180+FB-3000+87-ft-50,发泡剂）；比例为,60,：,40,：,1.5,注：,9180,指高密度,PE,；,FB-3000,指低密度,PE,；,87-ft-50,指发泡剂；,附加：化学发泡：直接用发泡料进行制作，与物理发泡很明显的外观区别在于：物理发泡较硬，而化学发泡较软。,（,3,）、铝箔麦拉（纵包）,：,12MM*50U,（,16%,）,注：,12MM,指铝箔宽度；,50U,指铝箔厚度；,16%,指纵包后铝箔的重叠率,（,4,）、编织,：,16/8/0.12B0.003*8P,注：,16,指锭数（顺电缆一周相同排列的铜丝股数）,一般情况下绝缘外径为,5.0MM,以下的电缆都用,16,锭，,5.0MM,以上用,24,锭；,8,指,8,根单铜丝组成一股铜丝；,8P,指目数。（随机抽取,25.4MM,电缆，计算铜股相同交叉点的数量，即为该电缆编织层的目数）,（,5,）、外被,：,PVC,（,N049A,）,2,、物理特性及电气特性要求,（,1,）物理特性,：外被,-,伸长,100%MIN,L2,（,MM,）,-L1,（,25.4MM,）,L1100%=,伸 长率；,抗张强度,-2000PSI MIN,F/,（,G1-G2,）,163.87=,抗张强度,注：,G1,为样品在空气中的重量,G2,为样品在水中的重量,F,为,1inch,长样品的拉力,(2),电气性能,:,阻抗,:755,导体电阻,:55.3/KM(MAX),绝缘电阻,:10M/KM(MIN),耐电压,:AC 500V/,分,水中电容值,:50-50PF/,米,3,、特性要求测试及测试原理,阻抗（,Impedance),：注意区分与电阻的区别，在直流电的世界中，物体对电流阻碍作用叫做电阻，但在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种作用就称之为电抗，而日常生活中所说的阻抗是电阻和电抗在向量上的和。,阻抗不在于大小，而在于是否与设备匹配；同轴电缆阻抗亦称为不平衡阻抗（即信号在传输过程中导体走正讯号，编织层走负讯号，且不能交替）。影响阻抗的因素有：同芯度、发泡度、导体的平整性。,附加：阻抗直接影响到回路损失（,RETURN LOSS,），假设同芯度偏差过大，导体,OD,不均匀等都影响到阻抗，也直接影响到回路损失。,4,、导体电阻,亦物体对电流的阻碍作用，与长度成正比。公式为：,R=*L /A,为导电率一般为,1/58,（,0.01724,）；,L,为长度；,A,为截面积。另外，导体电阻与环境温度有关系,R=R1*T,（温度系数）,T,（温度系数）,=254.5/,（,234.5+t),5,、水中电容,此项目直接影响到阻抗的大小。具体关联公式：,R,为导体电阻；,F,为频率；,L,为电感；,C,为电容。,由于生产制程与生产参数的固定，故电感可粗略不计，那么，影响阻抗的主要因素是电容。,电容的计算公式：,C=*A/D,为介电常数；,A,为接触面积；,D,为距离。,二、,LAN CABLE,1,、以结构区分,：,UTP,：,Unshielded Twisted Pair,无屏蔽双 绞电缆,STP:Shielded Twisted Pair,屏蔽双绞电缆,FTP:Foil-Screened Twisted Pair,箔制屏蔽双绞电缆,SFTP:Screened/Foil Twisted Pair+Aluminum(,铝箔麦拉,)+,地线,+Braid,2,、以种类区分,：,Category3,、,Category5,、,Category5E,、,Category6,、,Category7.,3,、测试项目,：,标准,：,EIA-TIA-568,测试项目有,：阻抗（,Impedance,）、结构回路损失（,SRL,）、衰减（,Attenuation,）、近端串音（,NEXT,）、综合近端串音（,PSNEXT,）、,等效远端串音（,ELFEXT,）、综合远端串音（,PSELFEXT,）、回路损失（,RL,）、时间延迟（,DELAY,）等。,结构回路损失,：此概念只针对特性阻抗而言，但实际上特性阻抗在行业上只是一个理想值，故对结构回路损失的要求不是很严格。原理与回路损失相同。,（,1,）衰减,：信号在传输过程中损失的量大小。,影响衰减的因素有,：导体,OD,大小、线材长度及绞距大小（在同一物理长度要求下，绞距越大，线材实际长度越长，同时电容越小，因为接触面积变小；绞距越小，线材实际长度越小，同时电容越大，因为接触面积变大）。这说明我们为什么要控制线材绞距及选择导体,OD,的原因。同时在生产过程中由于机器的张力过大，也影响了线材绞距及导体,OD,的变化。,（,2,）近端串音,：在电缆的近端测量线对之间信号泄露的量。（近端串音在理论上将是越小越好，但由于我们在测试的时候，近端串音的值是经过公式转化得来，即,NEXT=20LOG,（,A/B,），故在测试结果显示时串音越大越好。,A,：发射端信号的量；,B,：其他线对接收信号的量,影响近端串音的因素有,：绞距、绝缘厚度、对线间的距离。,绞距的功能就是将信号发射的距离错开，避免在同时传输过程中由于信号之间距离过小（当为平行线时距离最小），产生过强的感应而导致信号之间的干扰、泄露。如：,CAT.5E,蓝白对线：,11MM,；绿白对线：,13MM,；橙白对线：,15MM,；棕白对线：,17MM,。,另外，我们生产的部分,CAT.6,线材有加十字格，主要目的也就是减少对线间的干扰。,（,3,）、,PSNEXT,指各对线之间近端串音的总和；,ELFEXT,指远端串音与衰减的比值；,PSELFEXT,指各对线远端串音与衰减的比值的总和。其原理与,NEXT,相同。,（,5,）、,DELAY,指信号在传输过程中通过一定长度所需的时间（如果是在同轴电缆，可以通过此项目了解芯线发泡的均匀性）。,（,6,）、,RETURN LOSS,指整个频率范围内信号反射的强度。其直接影响来源与输入阻抗，当我们的线材输入阻抗很平稳，那么,RETURN LOSS,结果会相当好；当线材同芯度偏低或线材中段有破皮、加工时导致线材压破等现象都影响到,RETURN LOSS,的值。,举例：,LD-CT/GR30M,测试结果蓝白对线及绿白对线,RL,有异常。,经确认问题点如下：,1,、金片铆压时将导体与绝缘挤破；,2,、随机解剖两段线材发现：蓝白对线同芯度：,33%,、,79%,；绿白对线同芯度：,32%,、,81%,。,从以上数据可以看出：,1,、由于线材绝缘过薄，容易压破；,2,、芯线押出的不稳定；,3,、品管员检验不到位（上下轴时未完全测量检验）。,三、电脑线,1,、,USB,线测试标准及讲解,目前,USB,拥有,3,个测试版本：,1.0,、,1.1,、,2.0,其中,1.0,版已逐渐淘汰，我们公司目前生产的,USB,产品版本有,1.1,及,2.0,，测试项目都包括差模阻抗、共模阻抗、时间延迟、时间延迟差及衰减，不同之处在于衰减部分（,2.0,版在,1.1,版基础上增加,200MH,、,400MHZ,两个频点的测试）。,2,、,IEEE1394,测试标准及讲解,IEEE1394,测试标准版本有,A,、,B,两个版本，两者不同指出在于衰减：,A,版从,100MHZ,到,400MHZ,，,B,版从,250MHZ,到,1000MHZ,；时间延迟差：,A,版,400ps/cable,，,B,版,160ps/assembly 15ps/connector目前常用的为,A,版，其主要测试项目与,USB,相同。,3,、名词解释：,差模阻抗,：亦称平衡阻抗，即正、负信号可以互相替换。（此针对双绞线而言）,共模阻抗,：此含义目前的探讨不是很深。指并联一起的线路的阻抗。另一种说法：每条相线、中线与大地之间产生一个电压，共模电流从干扰源流向地线，又从地线返回相线。通俗的说法，把,USB,信号对绞线与编织模拟的区分为两根同轴电缆，编织作为公用。总而言之，没有地线或编织，就无法探讨共模阻抗，如我们生产的,35AWG*1P+30AWG*2C USB,（收线盒）,时间延迟,：信号在传输过程中通过一定长度所需的时间。,时间延迟差,：两根信号线在传输过程中通过相同的长度所需时间的差异。（此项目为了验证两根信号线的长短及过程参数是否合格）,衰减的原理已在前面课程描述，在此不在探讨。,四、测试仪器,1,、时域反射仪（,TDR,）,当被测物末端在开路状态下，,TDR,仪器上发射的信号波形按同样的方向的反射回来；当被测物末端在短路状态下，,TDR,仪器上发射 的信号波形按相反的方向反射回来。我们就是按这样的原理在,TDR,的显示器上观察线材的电气特性。,目前我们可以用,TDR,检测的项目有：阻抗、时间延迟、时间延迟差。,2,、网络分析仪（,HP8753,）,相当于示波器，通过仪器发射的信号以通道的形,式将被测物的轨迹显示出来。网络分析仪的功能较齐全，目前我们使用网络分析仪可测试项目有：阻抗（史密斯图形）、回路损失、时间延迟、衰减等。,3,、,FLUKE,测试机,此仪器模拟网络布线的方法，通过,CHANNEL,（通道）、,PATCH CORD,（跳线）、,PERMANENT LINK,（永久链路）三种方法进行测试。同时，,FLUKE,测试机可以通过,HDTDR,功能诊断线材,RL,不良的具体位置和通过,HDTDX,诊断线材,NEXT,不良发生的具体位置。,4,、现场操作演示。,