一.常規(guī)電線種類(lèi)的介紹說(shuō)明
導(dǎo)體
通訊電纜一般采用銅材質(zhì)作為導(dǎo)體，用以傳輸電流或電磁信號(hào).
常用銅導(dǎo)體可分為裸銅，鍍銅，銅包鋼，銅合金，銅箔絲等。
裸銅---導(dǎo)體電阻小，易氧化
鍍錫銅---抗氧化性增強(qiáng)，便于后續(xù)焊接
鍍銀銅---導(dǎo)電性強(qiáng)，價(jià)格高，多用于射頻電纜及氟塑料高溫線
銅包鋼---強(qiáng)度高，常用于架空電纜
銅合金---強(qiáng)度高（銅中加入少量其它金屬）
銅箔絲---抗彎折能力強(qiáng)，柔軟度高（將銅壓成薄片后包裹在彈性纖維上）
絞線：
將已完成之絕緣芯線絞合一起稱(chēng)之為集合,集合有絞向之分; 絞向分成左向、右向,所謂左右向是簡(jiǎn)易稱(chēng)呼,正確應(yīng)以S絞(右 絞) 、Z 絞(左絞)稱(chēng)呼。
Lay Direction(絞向) :導(dǎo)體或芯線絞合之方向,正確看法應(yīng)以一 定點(diǎn)面向機(jī)器看其軸心旋轉(zhuǎn)方向或以絞合的捻合方向(Direction of Lay)來(lái)看,其簡(jiǎn)易看法為取一段完成品直立于目視者前方, 若線材向右頃斜則為右向,反之為左向。但在曲線半成品集合 時(shí),絞向會(huì)影響曲線Coil部份之彈性,若Coil為左向(逆時(shí)針) 時(shí),集合絞距必須為左向,若方向不一時(shí)曲線彈性會(huì)有影響。
線纜的類(lèi)別
以線材的結(jié)構(gòu)和用途來(lái)分，目前市場(chǎng)上各家生產(chǎn)的消費(fèi)類(lèi)線纜主要分為DVI線、USB線、IEEE 1394線、同軸線、SCSI線、IEEE 1284線、單芯或?qū)g型計(jì)算機(jī)用線、ATA 150線、電話線、網(wǎng)絡(luò)線及雜規(guī)線等，今天分享的第九課，我們主要介紹這些線纜的基本結(jié)構(gòu)及用途，為讓大家更好的理解，附上線纜截面圖標(biāo)，下面逐一介紹：
DVI Cable
DVI 是 ( Digital Video Interface ) 的縮寫(xiě)﹐稱(chēng)為數(shù)字視訊界面﹒它用于顯示卡與顯示器間之信號(hào)傳輸用，是液晶顯示器用線。DVI其主要分為三類(lèi)，分別為：
DVI-D（DVI-Digital） -- 數(shù)字信號(hào)傳輸，其又分兩種形式：
a) DVI-D Single Link：?jiǎn)捂溄�，四�?duì)分別傳輸R.G.B信號(hào)及時(shí)脈(Clock)信號(hào)﹔
b) DVI-D Dual Link ：雙鏈接，與單鏈接相比，傳輸兩組R.G.B信號(hào)，共享1對(duì)時(shí)脈信號(hào)， 傳輸相當(dāng)于單鏈接二倍的信號(hào).
DVI-A （DVI-Analog）-- 模擬信號(hào)傳輸
DVI-I -- 模擬與數(shù)字信號(hào)共存?zhèn)鬏?/span>
DVI-D的結(jié)構(gòu)包括4對(duì)或7對(duì)信號(hào)線，絕緣體為發(fā)泡聚乙烯FM-PE，中間加地線，再以鋁箔、麥拉包覆，我公司常規(guī)顏色為“棕*白、紅*白、綠*白、藍(lán)*白”，還包括一對(duì)非屏蔽絞線，用于控制屏幕上下和左右移動(dòng)，以及3芯電源線.
DVI-A的結(jié)構(gòu)是用RGB同軸線作為信號(hào)傳輸?shù)臉蛄�，絕緣體為發(fā)泡聚乙烯FM-PE，顏色為“紅、綠或灰、藍(lán)”，其余的和DVI-D的基本相同.
DVI-I的結(jié)構(gòu)就是DVI-D和 DVI-A的合成，它們的結(jié)構(gòu)分別如下：
IEEE1394 Cable
IEEE 1394a 計(jì)算機(jī)多媒體用線
結(jié)構(gòu)由兩對(duì)信號(hào)線(紅*綠、藍(lán)*橙)和兩根電源線(黑、白)組成，也有的規(guī)格不用電源線﹔信號(hào)線絕緣體為發(fā)泡PE，都用鋁箔及鍍錫銅線編織隔離，總包覆為麥拉、鋁箔加編織。它是一種高頻傳輸用線，主要用在視頻、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字電器、彩色掃描儀等，其結(jié)構(gòu)如下：
IEEE1394b 計(jì)算機(jī)多媒體用線
結(jié)構(gòu)上和a版不同就是在信號(hào)對(duì)線旁加了兩根地線，還有就是包覆有異，b版的信號(hào)線對(duì)包覆為鋁箔、麥拉，沒(méi)有編織。在電氣特性方面，b版的衰減要求提高了很多，傳輸?shù)乃俾室脖萢 版的要快的多,它的結(jié)構(gòu)如下：
Coaxial Cable 同軸線
同軸線在我公司的生產(chǎn)也是相當(dāng)大的一部分，我們把它分為四部分介紹，第一部分是采用MIL-C-17F（美國(guó)軍方標(biāo)準(zhǔn)）的RG型高頻同軸線纜，第二部分是采用JIS（日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)格的同軸線纜，第三部分是RGB同軸線，最后第四部分就是一般的單芯同軸線纜.
RG Cable 高頻同軸線纜
定義: 同軸電纜,包含兩個(gè)同心軸導(dǎo)體, 兩導(dǎo)體之間以適當(dāng)之介質(zhì)分隔開(kāi), 外導(dǎo)體通常是接地電位, 其作用是使通過(guò)中心導(dǎo)體之電流有一條回路, 防止電纜能量之輻射, 外導(dǎo)體通常是編織或用金屬被覆，絕緣體是PE或FM-PE,FEP. 如RG58、RG316、RG179等，一般結(jié)構(gòu)如下圖:
高頻同軸線纜必須具有高速性、長(zhǎng)距離性及低漏性, 除此之外隔離效果需符合FCC RFI/EMI之要求,采用低煙無(wú)毒材料以符合高密度線及防火效果之要求。它適用于傳輸系統(tǒng)及信號(hào)控制系統(tǒng)，如高頻機(jī)器之連接線、內(nèi)部配線、天線饋線、載波信道用線及給電線.
JIS規(guī)格同軸線纜
JIS規(guī)格同軸線纜適用于傳輸系統(tǒng)及信號(hào)控制系統(tǒng)或是高頻機(jī)器之接續(xù)或內(nèi)部配線，絕緣體是PE，可依客戶要求加上鋁箔縱包隔離，編織屏蔽。它的品名有3C-2V CS、2.5C-2V等。以下就是其結(jié)構(gòu)圖及品名記號(hào)的解釋?zhuān)?/span>
RGB 同軸線纜
RGB是紅(Red)、綠(Green)或灰(Gray)、藍(lán)(Blue)三種顏色英文縮寫(xiě)首個(gè)字母的組合，也稱(chēng)Monitor Cable 顯示器用線，是專(zhuān)門(mén)用于計(jì)算機(jī)屏幕的連接線。單芯同軸線的絕緣體是發(fā)泡PE，特性阻抗在10MHz時(shí)要求為75±5Ω﹔表面一般做成齒狀，結(jié)構(gòu)圖如下：
一般同軸線纜也稱(chēng)單芯隔離線纜，是指如1185同軸線、1354同軸線同軸線、1365同軸線、1792同軸線等，它們都是UL AWM 型號(hào)的單芯線，這些單芯的線同時(shí)也是構(gòu)成其它復(fù)合線纜的基本單元之一，如RGB里的單芯同軸線.
SCSI小型計(jì)算器系統(tǒng)用電纜系列
SCSI(Small computer systemsinterface)線纜符合SCIS協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，SCSI是小型計(jì)算器系統(tǒng)的界面。目前我公司生產(chǎn)的SCSI線有25對(duì)和34對(duì)，絕緣體用FM-PE. 根據(jù)其多線對(duì)、低衰減、大容量等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于高速打印機(jī)、多接口數(shù)字傳輸界面等小型計(jì)算器接口設(shè)備.
IEEE 1284 Cable 列表機(jī)用線
IEEE 1284 列表機(jī)用線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格為18P對(duì)絞線,用聚丙烯(PP)絕緣，各對(duì)線集合后PP膜縱包，再加上鋁箔、鍍錫銅線85%以上遮蔽率編織屏蔽。它用于列表機(jī)的連接.
單芯或?qū)g型計(jì)算機(jī)用線
顧名思義，這是單芯線或?qū)g線組成的線纜。依據(jù)它們結(jié)構(gòu)的差異性和用途的不同可以將它們分為以下幾個(gè)部分來(lái)說(shuō)明：
Scanner Cable (UL20276) 掃描儀用線
由12對(duì)之對(duì)絞線及1芯單芯線(即12對(duì)半)構(gòu)成，導(dǎo)體為28AWG鍍錫絞銅線，絕緣體是PP. 應(yīng)用于掃描儀連接用線.
ComputerCable (UL2464) 單、雙層遮蔽計(jì)算機(jī)線
單芯型計(jì)算機(jī)線，芯線為UL1061，數(shù)據(jù)傳輸電纜，應(yīng)用于廣播, 視聽(tīng)器具, 儀器, 計(jì)算機(jī)線,符合EIA RS-232國(guó)際電工規(guī)范.
對(duì)絞型計(jì)算機(jī)線，芯線為UL1061，數(shù)據(jù)傳輸電纜，應(yīng)用于廣播、視聽(tīng)器具、儀器、計(jì)算機(jī)線，符合EIA RS-232國(guó)際電工規(guī)范.
Computer Cable (UL2960) 雙層遮蔽計(jì)算機(jī)線
對(duì)絞型計(jì)算機(jī)線，芯線絕緣體為PP，數(shù)據(jù)傳輸電纜。應(yīng)用于廣播、視聽(tīng)器具、儀器、計(jì)算機(jī)線，符合EIA RS-232國(guó)際電工規(guī)范.
SerialATA Cable 串行ATA線纜
SerialATA 是“Serial Advanced Technology Attachment（串行先進(jìn)技術(shù)配件）”的縮寫(xiě)，是一種串行通訊協(xié)議，有兩對(duì)信號(hào)線，分別用來(lái)傳輸雙向數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，另可配置15PIN的電源線可提供3V、5V及12V的電源或使用其它電源。信號(hào)對(duì)線用發(fā)泡PE絕緣體，鋁箔屏蔽，另外還有四根地線。它主要用在連接PC和硬盤(pán)，常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)外形如下：
LAN Cable 區(qū)域網(wǎng)絡(luò)線
區(qū)域網(wǎng)絡(luò)線有22AWG和24AWG的，網(wǎng)絡(luò)線纜主要是以四對(duì)線為主，用高密度PE絕緣，常規(guī)顏色分別“藍(lán)*白/藍(lán)、橙*白/橙、綠*白/綠、棕*白/棕”，有CAT3、CAT4、CAT5、CAT5e、CAT6這些線材，導(dǎo)體分單銅和絞銅的，包括有屏蔽的(FTP、SFTP)和無(wú)屏蔽(UTP)的，區(qū)域網(wǎng)絡(luò)線支持多種布線結(jié)構(gòu)和多種傳輸媒體,如話音、數(shù)字、電文、圖像、視頻通信等局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境， 用于高速率、大容量如多媒體的綜合業(yè)務(wù)、 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)智能化大樓中.
TelephoneCord 電話線
電話線相信大家都很熟悉了，一般是扁平線，芯線數(shù)為2到10芯，聚丙烯PP絕緣，用于電子設(shè)備電話直線和卷線.
USB Cable
USB是Universal SerialBus Cable 的縮寫(xiě)，意思是通用串行總線架構(gòu)線纜，其主要用于監(jiān)視器和聲音的輸入/輸出系統(tǒng)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、調(diào)制解調(diào)器及打印機(jī)等。依版本分為USB1.0版、USB1.1版和USB2.0版，USB3.0版本，USB3.1版本及即將在下半年發(fā)布的USB3.2版本，USB2.0的結(jié)構(gòu)是相同的，不同是它們的傳輸速度及電氣特性的要求,總的說(shuō)來(lái)就是版本越高傳輸速度越快，電氣特性要求就越嚴(yán)格,USB的結(jié)構(gòu)包括一對(duì)信號(hào)線(綠、白)和兩根電源線(紅、黑) ，總屏蔽為鋁箔和編織，結(jié)構(gòu)圖如下：
USB2.0
USB3.0
HDMI Cable
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最早的 HDMI 版本，2002 年 12 月推出1.0版本，可說(shuō)是專(zhuān)為當(dāng)年的 Blu-ray 等全高清軟件而設(shè)，其最大特點(diǎn)是同時(shí)整合了影像和音頻傳輸，比起電腦上的 DVI、DisplayPort 純影像傳輸介面，更加適合影音器材使用，HDMI 1.0 已經(jīng)支持 DVD 及 Blu-ray 視訊，最高頻寬達(dá)到 4.95 Gbps，當(dāng)中 3.96 Gbps 用作傳輸視頻流，可以支持 1080/60p 或者 UXGA 解析度；音頻方面支持 8 聲道的 LPCM 24bit/192kHz，換言之已經(jīng)播到多聲道 Hi-Res，在同期的線纜規(guī)格對(duì)比，實(shí)屬相當(dāng)之強(qiáng).現(xiàn)在已經(jīng)升級(jí)更新到HDMI2.1版本.后面版本的變更主要在設(shè)計(jì)參數(shù)上面，線材結(jié)構(gòu)沒(méi)有做變更！
二.線材基本電氣特性名詞解釋
Spark test 火花測(cè)試
火花測(cè)試用于發(fā)現(xiàn)絕緣導(dǎo)體的絕緣皮不良.火花測(cè)試機(jī)通常用于芯線押出或芯線對(duì)絞工段.有時(shí)也用于總絞工段.一般帶屏蔽的電纜(編織線,鋁箔向外)押出外被時(shí)也用火花機(jī)測(cè)其不良點(diǎn).基本方法為在與被測(cè)物相接觸的電極與接地 導(dǎo)體之間施加一電壓.若絕緣介質(zhì)不良(如太薄或一部分缺失),施加的電壓會(huì)在接地導(dǎo)體上產(chǎn)生電弧.從而激發(fā)與此相連的指示器(如蜂鳴器.燈.計(jì)數(shù)器等).;火花測(cè)試中存在危險(xiǎn)高壓,故相關(guān)設(shè)備必須完全接地.一般測(cè)試機(jī)可采用AC或DC電壓,老使用AC可使用不同的頻率.為了安全,測(cè)試電流通常限制為無(wú)致命危險(xiǎn)的水平.
Conductor Continuity 導(dǎo)體導(dǎo)通測(cè)試
電線電纜的導(dǎo)體導(dǎo)通是一關(guān)鍵特性.
除非另有規(guī)定.應(yīng)用100V或更低的d-c電壓測(cè)試導(dǎo)體導(dǎo)通性.手動(dòng)導(dǎo)通測(cè)試時(shí)用一9V電池與一可視或可聽(tīng)的指示器串聯(lián).去除導(dǎo)體兩端絕緣皮.把導(dǎo)體分開(kāi).使用自動(dòng)測(cè)試儀時(shí)把每一根導(dǎo)體分別固定于測(cè)試治具上.若使用手動(dòng)測(cè)試,通常把電線一端的所有導(dǎo)體連接于一共同測(cè)試端,把電壓依次加于每一根導(dǎo)體兩端.用指示燈表明電路導(dǎo)通或不導(dǎo)通.
Conductor Resistance 導(dǎo)體電阻
電線電纜中每一根導(dǎo)體的電阻是一重要特性.但導(dǎo)體電阻的測(cè)量通常只對(duì)成品進(jìn)行抽樣檢查時(shí)進(jìn)行,樣本以出貨時(shí)電線的單位(如軸)計(jì)算.若電纜含非常多根導(dǎo)體.測(cè)量時(shí)也可對(duì)導(dǎo)體抽樣進(jìn)行.除非另有規(guī)定. 導(dǎo)體電阻測(cè)量在68℉(20℃)條件下進(jìn)行.溫度核心依ASTMB 193.電阻隨電纜長(zhǎng)度變化.導(dǎo)體電阻通常用伏特表1歐姆計(jì)或惠斯顧電橋進(jìn)行測(cè)試.
Conductor Resistance Unbalance 不平衡導(dǎo)體電阻
任一對(duì)導(dǎo)體的電阻差在通訊傳輸中是一關(guān)鍵特性. 不平衡導(dǎo)體電阻的測(cè)量通常與導(dǎo)體電阻的測(cè)量同時(shí)進(jìn)行. 電阻值按每 對(duì)記錄.較大電阻減去較小電阻值即為每對(duì)導(dǎo)體電阻的絕對(duì)差值. 絕對(duì)不平衡電阻通常以 Ω/1000ft或Ω/Km表示.有一使用較多的表示方法如下:
Coaxial Capacitance (Capacitance To Water)同軸電容(水中電容)
制程中測(cè)水中電容時(shí),按如下進(jìn)行,絕緣導(dǎo)體通過(guò)水槽,測(cè)量接地導(dǎo)體與水之間的電容,并自動(dòng)反饋于控制設(shè)備.同軸電容為圓形金屬導(dǎo)體外表面與絕緣層外表面之間存在的電容. 測(cè)試方法為取一截絕緣線浸入水池中.直接測(cè)量接地導(dǎo)體與水之間的電容,一般水溫20℃土2 ℃,頻率1000土10HZ.
Mutual Capacitance 相互電容
相互電容為一對(duì)導(dǎo)體之間的有效電容.在多對(duì)導(dǎo)體的電纜中.互容公式如下:
測(cè)量之前.電纜兩端剝?nèi)ネ獗?屏蔽層等.至兩端露出芯線約2FT.把電纜一端的導(dǎo)體分開(kāi).保證導(dǎo)體不短路.不接地. 電纜另一端的導(dǎo)體剝?nèi)ソ^緣皮后.把所有導(dǎo)體短接后接地再量測(cè).除非另有規(guī)定,互容為交流頻率為1000土100HZ時(shí)的電容.
Capacitance Unbalance –- (Pair To Ground) 對(duì)線與地線間不平衡電容
對(duì)地不平衡電容如下圖解. A和B為一對(duì)導(dǎo)體..Cag. Cbg.分別為導(dǎo)體A和B與屏蔽之間的直接電容.Cap和Cbp為導(dǎo)體A和B與其他對(duì)導(dǎo)體之間直接電容. 公式如下:
Capacitance Unbalance –- (Pair To pair) 對(duì)與對(duì)間的不平衡電容 其中,a-b為一對(duì),c-d為一對(duì).
不平衡電容n Cupp=(Cad+Cbc)-(Cac+Cbd)
Attenuation 衰減
衰減為一訊號(hào)行經(jīng)電線電纜的信號(hào)損失強(qiáng)度.受絕緣導(dǎo)體材料和幾何性的影響，單位為分貝(dB)，dB值 (Decibel)之縮寫(xiě)，為衰減,串音與音量的單位，其觀念與定義均由能量或功率的觀念出發(fā),即功率等于能量對(duì)時(shí)間的微分或單位時(shí)間輸出能.
Propagation Delay 傳輸延遲
傳輸延遲為訊號(hào)經(jīng)過(guò)待測(cè)物所需的時(shí)間,介質(zhì)的介電常數(shù)愈小,傳播速度愈快,損耗愈小.
Velocity of propagation 傳播速率
傳播速率亦即波長(zhǎng)縮短率(同軸線特性之一)，其定義為真空之介質(zhì)系數(shù)與絕緣體介質(zhì)系數(shù)之平方根比值，由于真空之介質(zhì)系數(shù)為1，故以公式表示如下:
即信號(hào)傳送之速度在電纜中與自由真空中之比較，
Cross talk 串音
是鄰接兩導(dǎo)體之間由于傳輸信號(hào)時(shí)發(fā)生互相干擾現(xiàn)象而產(chǎn)生。串音產(chǎn)生之原因很多，在通信電纜而言通常是由于相鄰對(duì)之絞距設(shè)計(jì)不當(dāng)而引起.常見(jiàn)有下列幾種
Worst Pair Near-End Cross talk (NEXT) 近端串音
Power Sum Near End Cross talk (PSNEXT) 功率和近端串音
Equal Lever Far-End Cross talk (ELFEXT) 遠(yuǎn)端串音
Power Sum Equal Lever Far End Cross talk (PSELFEXT) 功率和遠(yuǎn)端串音
Return Loss (RL) 反射損耗
Structural Return Loss (SRL)結(jié)構(gòu)性反射損耗
SRL從輸入阻抗中得出(開(kāi)路/短路阻抗的平方根),RL從終端阻抗掃瞄中得出.SRL把輸入阻抗與特性阻抗相比,而RL則把終端阻抗與負(fù)載阻抗(如100Ω)相比,因而兩種測(cè)量不同．獨(dú)立的特性阻抗和ＳＲＬ特性曲線通常是特性說(shuō)明的首選方法．因?yàn)閮煞N曲線易于清楚的分開(kāi)．從測(cè)量角度看,RL方法有時(shí)會(huì)更可取,因?yàn)樗灰筝斎胱杩沟暮瘮?shù),擬合而使用負(fù)載阻抗作為參考值.
Impedance 特性阻抗
在一定交流電路中電阻,容抗與感抗之總和,單位為歐姆(Ω)
即以 Z=R2+(XL-XC)2 來(lái)表示,式中Z為阻抗，R為電阻，XL為感抗，XC為容抗.常見(jiàn)的有下列兩種:
Input Impedance 輸入阻抗
Characteristic Impedance 特性阻抗
Input Impedance (輸入阻抗)的測(cè)試方法有兩種
開(kāi)路和短路法(Open/Short Method)的測(cè)量方法
開(kāi)路和短路的測(cè)量方法基本原理如下:
以網(wǎng)路分析儀測(cè)試,將實(shí)測(cè)出的開(kāi)路與短路的數(shù)據(jù)帶入上列式中算出輸入阻抗
負(fù)載法的輸入阻抗(Matched Load Method)測(cè)量方法
負(fù)載法的測(cè)量方法基本原理如下:
于測(cè)試線材尾端連接一個(gè)與待測(cè)線阻抗相匹配的負(fù)載,以網(wǎng)路分析儀測(cè)試,儀器將自動(dòng)依上述公式計(jì)算完成,即輸入阻抗.
Characteristic Impedance 特性阻抗
以陣列方式擬合輸入阻抗值大小依頻率變化求出一漸進(jìn)線
智能制造
