大家好，本期將為大家介紹一下在FAKRA產(chǎn)品定制時(shí)經(jīng)常會(huì)提到一個(gè)重要的參數(shù)：特性阻抗。讓我們閑話少敘，進(jìn)入今luosenboge天的文章吧。

特性阻抗是長線傳輸中的概念，通常用來衡量高頻領(lǐng)域下系統(tǒng)的對信號的傳輸能力大小。

對于低頻線路，根據(jù)歐姆定律：R=U/I 。在高頻下，還需要計(jì)算信號的波動(dòng)性，反映傳輸線任一點(diǎn)特性的參量為反射系數(shù)τ和特性阻抗Z，因?yàn)閭鬏斁€上的阻抗不可能始終為一個(gè)恒定的值，即阻抗不連續(xù)，在這些阻抗變化的點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生波的反射，任意傳輸線上的波均是由入射波和反射波的疊加組成，區(qū)別在于入射波與反射波成分的不同。因此，傳輸線有兩種極限狀態(tài)：

1. 無反射波，反射系數(shù)=0，稱之為行波狀態(tài)或匹配；

2. 全反射，反射系數(shù)模=1，稱之為駐波狀態(tài)。

傳輸線上任意點(diǎn)Z’上的反射系數(shù)τ(z’)與特性阻抗Z(z’)的關(guān)系如下：

其中：

Z0：負(fù)載阻抗

傳輸線上任一點(diǎn)都可以等效為一段匹配線路與一個(gè)阻抗為Z’的負(fù)載，特性阻抗即為負(fù)載上入射波電壓與入射波電流之比，類似地，特性阻抗也等于反射波電壓與反射波電流之比：

根據(jù)阻抗計(jì)算公式：

其中：

Z：特性阻抗

R：電阻

L：電感

G：電導(dǎo)

C：電容

j：復(fù)數(shù)虛部

w：2πf(f=頻率)

可知特性阻抗是一個(gè)與頻率相關(guān)的復(fù)數(shù)。

FAKRA匹配的線路為同軸線纜，在實(shí)際應(yīng)用中，同軸線纜的阻抗可以按如下公式計(jì)算：

其中：

Z：特性阻抗

εr：絕緣體的相對介電常數(shù)

D：外導(dǎo)體內(nèi)徑

d：內(nèi)導(dǎo)體外徑

可以通過調(diào)節(jié)連接器及線纜的結(jié)構(gòu)及材質(zhì)來限制特性阻抗，但FAKRA連接器的導(dǎo)體與線纜需要通過壓接裝配在一起，這勢必會(huì)導(dǎo)致連接部位的尺寸變化，因此對于完整的線纜組件，我們也需要驗(yàn)證其特性阻抗是否滿足也在規(guī)定的范圍之內(nèi)。

阻抗特性測試使用“時(shí)域反射法”，特性阻抗分析儀本質(zhì)上是“高速脈沖源+高寬帶取樣示波器”模塊的有機(jī)結(jié)合并輔以復(fù)雜的校準(zhǔn)算法。

如下圖所示，測試時(shí)通過帶寬測試探頭向被測線纜組件輸入高速脈沖信號，取樣接頭接受反射信號，采樣得到其反射電壓，因?yàn)槿肷涞碾A躍脈沖的幅度是已知的，這樣就可以計(jì)算出被測線路的反射系數(shù)τ，而儀器的輸出阻抗為50Ω，根據(jù)上述公式，可以計(jì)算出反射點(diǎn)的特性阻抗值Z。

羅森伯格實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在使用的測試儀器為Keysight公司(是德科技)的E5071C TDR矢網(wǎng)分析儀，測試范圍可達(dá)300KHz~20GHz，可以滿足SAE/USCAR-2, ISO 20860, LV214,等各類汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)測試要求。

轉(zhuǎn)載自羅森伯格汽車電子

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的导体阻抗计算公式_同轴线缆特性阻抗的介绍及测量的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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