文档介绍：射频同轴电缆特性阻抗Zc的测试
射频同轴电缆特性阻抗ZC的测试
胡树豪
这里介绍射频同轴电缆特性阻抗ZC的6种测试方法。它们同样也适合于双绞线,只不过仪器要转换为差分系统而已。
一、λ/4线接负载法
1、测试方法与步骤:
·待测电缆一段,长约半米(无严格要求),两端装上连接器。扫频范围由仪器低频扫到百余兆赫即可。对于其它长度的电缆,扫频范围请自定。
·仪器工作在测反射(或回损)状态,作完校正后画面应选阻抗圆图。·在测试端口接上待测电缆,电缆末端接上精密负载。
·画面不外三种情况:
轨迹集中为一点,则ZC = Z0(测试系统特性阻抗,一般为50Ω)。
轨迹呈圆弧或圆圈状,在圆图右边,则ZC > Z0 。
轨迹呈圆弧或圆圈状,在圆图左边,则ZC < Z0 。
·将光标移到最接近实轴的点上,记下此点的电阻值Rin(不管电抗值)。
ZC=Z0Rin
例如:Rin= 54Ω,则ZC = 52Ω,若Rin= 46Ω,则ZC = 48Ω。
若轨迹不与实轴相交,则扫频范围不够或电缆太短;若交点太多,则
扫频范围太宽或电缆太长。
2、优点
轨迹直观连续,不易出错。
连接器的反射可以通过λ/4线抵消。
3、缺点
必须截取短样本。
必须两端装连接器。
电缆质量必须较好,否则不同频率的测试结果起伏较大,不好下结论。
4、物理概念与对公式的理解
2λ/4线有阻抗变换作用,其输入阻抗Zin与负载阻抗ZL之间满足Zin= ZC/ZL关系。
现在ZL= Z0,Zin= Rin,代入展开即得上面的ZC计算公式。
λ/4线的阻抗变换公式是众所周知的,但作为特性阻抗的测试方法却未曾见。在测阻抗曲线试验中发现,与实轴相交的这一点是可用来测特性阻抗的;因为它把矛盾扩大了,反而更容易测准。由于曲线是很规矩的,不易出错。但必须用第一个交点,即除原点以外的最低频率的与实轴最近的一点,用第二点就可能出问题。换句话说,待测电缆的电长度应为λ/4的奇数倍,不能是偶数倍。
二、λ/8线开、短路法
1、测试方法与步骤:
·样本与扫频方案对于已装好连接器的跳线,长度已定,只能由长度定扫频方案而对于电缆原材料,则可以按要求频率确定下料长度。此时
待测电缆一头装连接器即可。 1
·样本长度与扫频方案是相互有关的,可以点频测也可以扫频测,取值要取相位靠近270时的电抗值,此时电长度为λ/8、电抗值在±j50Ω附近,如40~60Ω之间,否则不易得到可信数据。测试频率宜低些,以减少连接器,以及末端开短路的差异造成的误差。
以SFF-50的电缆为例,取样本长500mm,其电长度即为700mm(),扫频方案可选46~56 MHz,ΔF=2MHz即可。
·仪器在测反射(或回损)状态下,电桥输入端与输出端要求各串一只10dB衰减器。在测试端口作过校正后,画面应选阻抗圆图。接上待测电缆。记下待测电缆在末端开路时的输入电抗值Xin0(不管电阻值),与短路时的输入电抗Xins(不管电阻值)两者相乘后开方即得特性阻抗值。
·一般测试只选一点最靠近270°的点(即-j50Ω附近的值),及其在短路时的电抗值(在+j50附近,是多少就是多少,不能选。)进行计算即可,要求高时,可在5