射频同轴电缆特性阻抗Zc的测试

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1、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

2、边，则ZC>Z0。轨迹呈圆弧或圆圈状，在圆图左边，则ZC

3、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

4、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0270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（乘1.4波速比），扫频方案可选46～56MHz，ΔF=2MHz即可。·仪器在测反射（或回损

5、）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50±10Ω范围内选5点进行平均，这5点之间起伏不应大于0.5Ω，否则电缆质量不好。2、优点只需装一个连接器。样本较短，能反映某一段电缆

6、的真实特性阻抗。3、缺点必须截取短样本。短样本的损耗很小，开、短路的阻抗变化很大，对仪器有一定的牵引作用，故需在电桥输入输出端各串入一个衰减器。·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短样本的损耗很小，可按无耗传输线处理。若短样本的长度为l，末端开路时的输入阻抗Z为X，末端短路时的输入阻抗Z为X。ininoinins则：Xins=jZCtanβl，Xino=−jZCctnβl所以ZC=XinoXins事实上，Z与Z皆呈现纯电抗性，不必计入电阻值。inoins考虑到测试与计算的

7、准确度，电长度宜为其λ/8（此时为45°，数值计算误差最小。实在不行，也不要短于3°，或长于87°）。注意:尽量用λ/8的频点进行测试，也可用5λ/8、9λ/8、13λ/8等等。但不能用3λ/8、7λ/8、11λ/8等等。三、长电缆开、短路法经常需要对成捆电缆进行测试。1、测试方法与步骤·仪器按测回损连接（电桥两端不必加串10dB衰减器），按规定测试频点设置列表扫频方案，待测电缆一端装连接器。·仪器在测试端口作完校正后画面应选阻抗圆图。接上待测电缆，测其末端开路时的输入阻抗Zino,与末端短路时的输入阻抗Zins。两者相乘后

8、开方即得特性阻抗值（只管模值，不计相位）。22、优点只需装一个连接器。无须截取短样本，不破坏原包装。3、缺点只能测平均特性阻抗。4、物理概念与对公式的理解此法见国标GB/T18015.1-2007中的3.3.6.2.2。成棞电缆长度多在百米以上，这就要用到有耗传输线公式了。此时：Z=Zch