射頻同軸電纜特性阻抗Zc的測(cè)試

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1、射頻同軸電纜特性阻抗ZC的測(cè)試胡樹豪這里介紹射頻同軸電纜特性阻抗ZC的6種測(cè)試方法。它們同樣也適合于雙絞線，只不過儀器要轉(zhuǎn)換為差分系統(tǒng)而已。一、λ/4線接負(fù)載法1、測(cè)試方法與步驟：·待測(cè)電纜一段，長(zhǎng)約半米（無(wú)嚴(yán)格要求），兩端裝上連接器。掃頻范圍由儀器低頻掃到百余兆赫即可。對(duì)于其它長(zhǎng)度的電纜，掃頻范圍請(qǐng)自定?！x器工作在測(cè)反射（或回?fù)p）狀態(tài)，作完校正后畫面應(yīng)選阻抗圓圖。·在測(cè)試端口接上待測(cè)電纜，電纜末端接上精密負(fù)載?！ぎ嬅娌煌馊N情況：軌跡集中為一點(diǎn)，則ZC=Z0（測(cè)試系統(tǒng)特性阻抗，一般為50Ω）。軌跡呈圓弧或圓圈狀，在圓圖右

2、邊，則ZC>Z0。軌跡呈圓弧或圓圈狀，在圓圖左邊，則ZC

3、入阻抗Zin與負(fù)載阻抗ZL之間滿足Zin=ZC/ZL關(guān)系?，F(xiàn)在ZL=Z0，Zin=Rin，代入展開即得上面的ZC計(jì)算公式。λ/4線的阻抗變換公式是眾所周知的，但作為特性阻抗的測(cè)試方法卻未曾見。在測(cè)阻抗曲線試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，與實(shí)軸相交的這一點(diǎn)是可用來(lái)測(cè)特性阻抗的；因?yàn)樗衙軘U(kuò)大了，反而更容易測(cè)準(zhǔn)。由于曲線是很規(guī)矩的，不易出錯(cuò)。但必須用第一個(gè)交點(diǎn)，即除原點(diǎn)以外的最低頻率的與實(shí)軸最近的一點(diǎn)，用第二點(diǎn)就可能出問題。換句話說，待測(cè)電纜的電長(zhǎng)度應(yīng)為λ/4的奇數(shù)倍，不能是偶數(shù)倍。二、λ/8線開、短路法1、測(cè)試方法與步驟：·樣本與掃頻方案對(duì)于已

4、裝好連接器的跳線，長(zhǎng)度已定，只能由長(zhǎng)度定掃頻方案而對(duì)于電纜原材料，則可以按要求頻率確定下料長(zhǎng)度。此時(shí)待測(cè)電纜一頭裝連接器即可。1·樣本長(zhǎng)度與掃頻方案是相互有關(guān)的，可以點(diǎn)頻測(cè)也可以掃頻測(cè)，取值要取相位靠近0270時(shí)的電抗值，此時(shí)電長(zhǎng)度為λ/8、電抗值在±j50Ω附近，如40～60Ω之間，否則不易得到可信數(shù)據(jù)。測(cè)試頻率宜低些，以減少連接器，以及末端開短路的差異造成的誤差。以SFF-50的電纜為例，取樣本長(zhǎng)500mm，其電長(zhǎng)度即為700mm（乘1.4波速比），掃頻方案可選46～56MHz，ΔF=2MHz即可。·儀器在測(cè)反射（或回?fù)p

5、）狀態(tài)下，電橋輸入端與輸出端要求各串一只10dB衰減器。在測(cè)試端口作過校正后，畫面應(yīng)選阻抗圓圖。接上待測(cè)電纜。記下待測(cè)電纜在末端開路時(shí)的輸入電抗值Xin0（不管電阻值），與短路時(shí)的輸入電抗Xins（不管電阻值）兩者相乘后開方即得特性阻抗值?！ひ话銣y(cè)試只選一點(diǎn)最靠近270°的點(diǎn)（即-j50Ω附近的值），及其在短路時(shí)的電抗值（在+j50附近，是多少就是多少，不能選。）進(jìn)行計(jì)算即可，要求高時(shí)，可在50±10Ω范圍內(nèi)選5點(diǎn)進(jìn)行平均，這5點(diǎn)之間起伏不應(yīng)大于0.5Ω，否則電纜質(zhì)量不好。2、優(yōu)點(diǎn)只需裝一個(gè)連接器。樣本較短，能反映某一段電纜

6、的真實(shí)特性阻抗。3、缺點(diǎn)必須截取短樣本。短樣本的損耗很小，開、短路的阻抗變化很大，對(duì)儀器有一定的牽引作用，故需在電橋輸入輸出端各串入一個(gè)衰減器?！る娎|質(zhì)量必須較好，否則不同頻率的測(cè)試結(jié)果起伏較大，不好下結(jié)論。4、物理概念與對(duì)公式的理解短樣本的損耗很小，可按無(wú)耗傳輸線處理。若短樣本的長(zhǎng)度為l，末端開路時(shí)的輸入阻抗Z為X，末端短路時(shí)的輸入阻抗Z為X。ininoinins則：Xins=jZCtanβl，Xino=?jZCctnβl所以ZC=XinoXins事實(shí)上，Z與Z皆呈現(xiàn)純電抗性，不必計(jì)入電阻值。inoins考慮到測(cè)試與計(jì)算的

7、準(zhǔn)確度，電長(zhǎng)度宜為其λ/8（此時(shí)為45°，數(shù)值計(jì)算誤差最小。實(shí)在不行，也不要短于3°，或長(zhǎng)于87°）。注意:盡量用λ/8的頻點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，也可用5λ/8、9λ/8、13λ/8等等。但不能用3λ/8、7λ/8、11λ/8等等。三、長(zhǎng)電纜開、短路法經(jīng)常需要對(duì)成捆電纜進(jìn)行測(cè)試。1、測(cè)試方法與步驟·儀器按測(cè)回?fù)p連接（電橋兩端不必加串10dB衰減器），按規(guī)定測(cè)試頻點(diǎn)設(shè)置列表掃頻方案，待測(cè)電纜一端裝連接器。·儀器在測(cè)試端口作完校正后畫面應(yīng)選阻抗圓圖。接上待測(cè)電纜，測(cè)其末端開路時(shí)的輸入阻抗Zino,與末端短路時(shí)的輸入阻抗Zins。兩者相乘后

8、開方即得特性阻抗值（只管模值，不計(jì)相位）。22、優(yōu)點(diǎn)只需裝一個(gè)連接器。無(wú)須截取短樣本，不破壞原包裝。3、缺點(diǎn)只能測(cè)平均特性阻抗。4、物理概念與對(duì)公式的理解此法見國(guó)標(biāo)GB/T18015.1-2007中的3.3.6.2.2。成棞電纜長(zhǎng)度多在百米以上，這就要用到有耗傳輸線公式了。此時(shí)：Z=Zch