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      數(shù)據(jù)電纜中特性阻抗的解析

      一、概述
           在現(xiàn)在各類型號(hào)的數(shù)據(jù)電纜生產(chǎn)中,zui重要也是zui基本的四個(gè)參數(shù):特性阻抗(IMPEDANCE)、衰減(ATTENUATION)、近端串音(NEAR-END CROSSTALK)、結(jié)構(gòu)回波損耗(SRL)。相比之下,這四個(gè)參數(shù)中zui難控制應(yīng)是特性阻抗,尤及對(duì)于特殊的多工序控制的數(shù)據(jù)纜,如阻水五類纜(UTP-ZS)、屏蔽五類纜(FTP)等。怎樣使其與衰減達(dá)到平衡,怎樣使其波動(dòng)范圍控制在100+15Ω之內(nèi)。本文主要是從理論和實(shí)際操作中的經(jīng)驗(yàn)所得來(lái)對(duì)特性阻抗的控制進(jìn)行分析。(由于數(shù)據(jù)電纜屬典型的對(duì)稱通信電纜,所以以下所有的計(jì)算都基于理想的對(duì)稱回路)
           二、計(jì)算
           (一)、特性阻抗數(shù)值(ZC)的理論計(jì)算:
           ZC=(R2+ω2L2/ G2+ω2C2)1/4其中的R、G、L、C為線路的一次傳輸參數(shù)(單個(gè)回路的電阻、電導(dǎo)、電感、電容)。由于數(shù)據(jù)纜的應(yīng)用環(huán)境為100MHz,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于30KHz,屬高頻范圍,所以有ωL》R,ωC》G,故有ZC=(R2+ω2L2/ G2+ω2C2)1/4≈(ω2L2/ω2C2)1/4=(L/C)1/2,由以上式中可以看出要想算出ZC,只要知道L、C就可以了。
           (二)、孤立回路電感(L)的理論計(jì)算:
           當(dāng)回路通以交流電后,則在回路的導(dǎo)電線芯中和回路周圍產(chǎn)生磁通Ф,導(dǎo)電線芯內(nèi)的叫內(nèi)磁通,導(dǎo)電線芯外的叫外磁通。電感為磁通Ф與引起磁通的電流I之比,所以相應(yīng)的內(nèi)外磁通亦有內(nèi)外電感(L內(nèi)和L外),總電感為L(zhǎng)=L內(nèi)+L外。
           L內(nèi)為導(dǎo)線內(nèi)部的磁通與流過(guò)導(dǎo)線的電流之比所決定的。它的計(jì)算公式可在求二孤立導(dǎo)線有效電阻時(shí),其復(fù)數(shù)功率的虛部來(lái)求得。其計(jì)算公式如:L內(nèi)=Q(x)*10-4(亨/公里)

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