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再(zài)談(tán)lvds排(pái)綫之特(tè)性阻抗
- 作(zuò)者: 阿勇(yǒng)
- 來源(yuán): 鑫美(měi)特(tè)FFC排綫(xiàn)
- 日期 : 2022-06-02
LVDS排綫之(zhī)特性(xìng)阻抗(kàng)隻(zhī)是(shì)針對(duì)高頻信(xìn)號(hào)而言的，對(duì)於(yú)低(dī)頻(pín)信(xìn)號(hào)是(shì)不(bù)存在(zài)特性阻抗的(dí)。
在這裏我必須要強(qiáng)調一下(xià)傳輸(shū)綫理(lǐ)論(lùn)基(jī)礎，簡(jiǎn)單述說(shuō)一(yī)下：如(rú)果傳(chuán)輸(shū)綫(xiàn)上傳輸的信(xìn)號(hào)是低(dī)頻信號，假設是(shì)1KHZ，信號(hào)的波(bō)長(cháng)就是300公裏(lǐ)（這裏(lǐ)假設(shè)信號速度(dù)等同於光(guāng)速），這樣(yàng)即使傳(chuán)輸綫(xiàn)的(dí)長度(dù)有(yǒu)1米(mǐ)長(cháng)或更(gēng)長，相(xiāng)對(duì)於信(xìn)號(hào)的(dí)波長(cháng)來(lái)說(shuō)，還(huán)是很(hěn)短(duǎn)的，對信號(hào)而(ér)言，此(cǐ)傳輸綫(xiàn)可以(yǐ)看成(chéng)是(shì)短路，傳(chuán)輸(shū)綫對(duì)信號(hào)的(dí)影響(xiǎng)微乎其微(wēi)。但是，對於高(gāo)速信號而(ér)言，假(jiǎ)設信號頻率提(tí)高到300MHZ，波(bō)長就減少(shǎo)到(dào)1米，這時候1米的傳輸綫(xiàn)與信(xìn)號(hào)的(dí)波長已經(jīng)完全可(kě)以比較(jiào)，信號(hào)在傳輸(shū)綫上(shàng)就(jiù)會(huì)存在波動效應(yīng)，在(zài)傳輸(shū)綫(xiàn)上不同點上的電(diàn)壓電流(liú)就(jiù)會(huì)不同。因(yīn)此(cǐ)，在這種情(qíng)況(kuàng)下，就不能忽(hū)略傳(chuán)輸(shū)綫對(duì)信(xìn)號造(zào)成的影(yǐng)響(xiǎng)，傳輸(shū)綫相(xiāng)對信號來說就是一段(duàn)長綫，在(zài)應用(yòng)中(zhōng)我(wǒ)們要用(yòng)長(cháng)綫傳輸的理論來解(jiě)決問題，特別(bié)是(shì)高(gāo)頻信號(hào)時，傳輸綫(xiàn)理論(lùn)非(fēi)常(cháng)重(zhòng)要(yào)。
特性(xìng)阻(zǔ)抗是對於(yú)高(gāo)頻信(xìn)號(hào)而言的(dí)，屬於(yú)長綫傳(chuán)輸(shū)中的(dí)一個概(gài)念(niàn)，一般(bān)現在數(shù)字(zì)電(diàn)視(shì)信(xìn)號都是高頻信號(hào)，因此lvds排綫(xiàn)的特性(xìng)阻抗(kàng)是(shì)存在的，也(yě)是(shì)必須(xū)要管控(kòng)的。比如8K電視信號在(zài)lvds排(pái)綫傳(chuán)輸過(guò)程中，在信號(hào)到達的(dí)一(yī)個(gè)點，傳輸綫(xiàn)與參(cān)考平(píng)麵(miàn)之(zhī)間(jiān)會(huì)形成(chéng)電場，因電(diàn)場的(dí)存在，在(zài)這(zhè)個(gè)點(diǎn)會產生一(yī)個(gè)瞬(shùn)間的小(xiǎo)電流(liú)，這個瞬(shùn)間的(dí)小(xiǎo)電流(liú)在lvds排(pái)綫的(dí)每一點(diǎn)都(dū)是(shì)存(cún)在的。同時信號也存(cún)在一定的電壓，這樣在信(xìn)號傳輸過(guò)程中，lvds排綫(xiàn)每一(yī)個點會等效(xiào)成(chéng)一個電阻，這(zhè)個電(diàn)阻就(jiù)是(shì)我(wǒ)們(mén)提到的傳輸綫的(dí)特(tè)性阻抗。
lvds特(tè)性(xìng)阻抗(kàng)是(shì)由(yóu)排(pái)綫導體(tǐ)規(guī)格(gé)（厚(hòu)度與寬），導體(tǐ)間距，絕緣膜(mó)材(cái)質(zhì)及(jí)厚度有關(guān)，與長度無(wú)關,如果測(cè)試的頻率大(dà)於1MHz,特性阻(zǔ)抗與(yǔ)頻率(shuài)幾(jī)乎無關(guān) 。經(jīng)過一(yī)係列(liè)比較復(fù)雜的算(suàn)式得(dé)出(chū)特性阻抗(kàng)的結(jié)果正好(hǎo)是(shì)以歐姆(Ω)為單位(wèi)，所以中文把(bǎ)這個參數(shù)譯做“特(tè)性(xìng)阻抗”，有時簡稱(chēng)阻(zǔ)抗(kàng)。這個(gè)特性阻抗參數和(hé)歐姆(mǔ)定律(lǜ)中(zhōng)常引(yǐn)用的純電阻(zǔ)完全是兩(liǎng)個概(gài)念，雖然它們計(jì)量單(dān)位都是歐姆(Ω)，但(dàn)此“歐姆”非彼“歐姆(mǔ)”。特性(xìng)阻抗是(shì)薇電(diàn)阻 R0 暨(jì)“分布參數(shù)（電(diàn)感(gǎn)與電容）”彼(bǐ)此(cǐ)“感應作用”的(dí)一個等(děng)效(xiào)值(zhí)，它被(bèi)用來(lái)簡(jiǎn)要(yào)地(dì)衡量(liáng)和(hé)描述(shù)導(dǎo)體介質的傳輸特(tè)性，且不(bù)隨“均匀”傳輸綫(xiàn)的長度改(gǎi)變而(ér)發(fā)生變(biàn)化(huà)，。而電阻(zǔ)是與(yǔ)傳輸綫的長(cháng)度密(mì)切相(xiāng)關的一個(gè)參(cān)數，傳(chuán)輸綫越(yuè)長，電阻(zǔ)值通常(cháng)也(yě)越(yuè)大。
那麼特(tè)性阻抗是(shì)越大越(yuè)好還(huán)是越小越好(hǎo)呢(ní)？其實特(tè)性(xìng)阻(zǔ)抗(kàng)大(dà)小合適(shì)就好，而且特性(xìng)阻(zǔ)抗(kàng)最關(guān)鍵(jiàn)的(dí)是(shì)波動(dòng)幅度要(yào)控製足夠小(xiǎo)。特(tè)性阻抗(kàng)對綫纜小白來說(shuō)可能不好理解，為了方便(biàn)大(dà)家理(lǐ)解(jiě)，我(wǒ)們舉一個類比(bǐ)的例子來(lái)加以(yǐ)說(shuō)明。一條(tiáo)道路(lù)，如(rú)果(guǒ)非常平(píng)整(zhěng)，則我們(mén)就(jiù)說它(tā)的平(píng)整度(dù)(特(tè)性阻抗)很(hěn)高(亦即阻抗連(lián)續(xù)性好)；如(rú)果(guǒ)出現坑窪不平(píng)，我們就(jiù)說他(tā)的(dí)平整度差(阻抗不(bù)連續(xù))。如(rú)果(guǒ)前麵路斷(duàn)了(liǎo)(斷頭(tóu)路)，則(zé)車輛(liàng)行人隻能掉(diào)頭回(huí)來(斷頭相當(dāng)於電纜(lǎn)開路(lù)，阻(zǔ)抗(kàng)突(tū)變(biàn)為無(wú)窮(qióng)大)。如(rú)果路麵(miàn)坑窪(wā)顛(diān)簸(bò)得(dé)很厲害，則底(dǐ)盤(pán)低的(dí)轎車就會(huì)放棄(qì)前行(háng)掉(diào)頭返回(阻抗突變導致(zhì)信號(hào)產(chǎn)生回波)。由(yóu)此可以(yǐ)幫(bāng)助理(lǐ)解：阻抗越連續(平順)，則信號回(huí)波(bō)越少。反(fǎn)之(zhī)，回(huí)波越(yuè)大(dà)，則(zé)阻抗(kàng)越不連續(xù)(路(lù)麵不平整順)。所以(yǐ)，通過(guò)測量(liáng)回波，我(wǒ)們(mén)就可(kě)以(yǐ)了解路麵的質量(liáng)(電纜的(dí)阻(zǔ)抗連(lián)續(xù)性(xìng))。
因(yīn)此(cǐ)lvds的(dí)特性阻抗的大小是使(shǐ)用(yòng)方的(dí)工程師根(gēn)據(jù)綫纜的傳輸需(xū)求設(shè)計一個需求值(zhí)，一般是來說(shuō)有點是90Ω，有(yǒu)的(dí)選100Ω。當然也(yě)有寫(xiě)其他排綫甲方選50Ω，根(gēn)據實際(jì)需(xū)求而(ér)定。不過(guò)總(zǒng)而言之(zhī)，不管選(xuǎn)擇哪一個(gè)中(zhōng)心(xīn)值(zhí)，需求方都(dū)要求(qiú)我們FFC排(pái)綫生產廠家(jiā)將特性阻抗波(bō)動值控製在(zài)±15%，嚴(yán)格(gé)一些(xiē)控製(zhì)在(zài)±10%，甚至±5%以(yǐ)內(nèi)，隻有波動足(zú)夠小，lvds排綫(xiàn)的傳(chuán)輸信號才越平(píng)穩(wěn)，信(xìn)號連(lián)續(xù)性(xìng)，圖像(xiàng)清晰(xī)度(dù)才越(yuè)好(hǎo)。
下(xià)麵我(wǒ)們以(yǐ)幾條實際(jì)lvds排綫來說明(míng)特性阻抗的波(bō)動幅度(dù)。
（1）以0.5x51x182A單麵(miàn)貼(tiē)一(yī)體材(cái)的這(zhè)款lvds排(pái)綫(xiàn)舉例：
這(zhè)款(kuǎn)lvds排綫(xiàn)長(cháng)度隻(zhī)有(yǒu)182mm，但(dàn)是有(yǒu)三(sān)個折(zhē)角，而這(zhè)每(měi)個折角(jiǎo)處是特(tè)性阻(zǔ)抗的一(yī)個波(bō)動處，以測試結果(guǒ)圖說明(míng)之：
由(yóu)此可見，在排綫的折角(jiǎo)處還(huán)是(shì)有一(yī)定的變大貨變小，說(shuō)明彎折(zhē)處對特性(xìng)阻抗有影(yǐng)響，但(dàn)是(shì)它特(tè)性(xìng)阻抗最大(dà)值93.95Ω，最(zuì)小值86.73Ω，波動範圍(wéi)較(jiào)小，小於5%的波動幅(fú)度，效果(guǒ)是(shì)非常好的(dí)。
（2）0.5x51x1005A單麵後(hòu)貼吸(xī)波材 lvds排綫舉例(lì)：
這(zhè)款(kuǎn)lvds排綫長(cháng)度有1005mm長，但(dàn)是(shì)有(yǒu)三個(gè)折角(jiǎo)，而(ér)這每(měi)個折角(jiǎo)處(chǔ)是(shì)特性(xìng)阻(zǔ)抗的一個(gè)波動處，以測試結(jié)果(guǒ)圖(tú)說明之：
這(zhè)款lvds排(pái)綫特(tè)性(xìng)阻抗(kàng)最大98.62Ω，最小90.08Ω，波動(dòng)範圍在10%以(yǐ)內，算比(bǐ)較不(bù)錯(cuò)的。
在這裏我必須要強(qiáng)調一下(xià)傳輸(shū)綫理(lǐ)論(lùn)基(jī)礎，簡(jiǎn)單述說(shuō)一(yī)下：如(rú)果傳(chuán)輸(shū)綫(xiàn)上傳輸的信(xìn)號(hào)是低(dī)頻信號，假設是(shì)1KHZ，信號(hào)的波(bō)長(cháng)就是300公裏(lǐ)（這裏(lǐ)假設(shè)信號速度(dù)等同於光(guāng)速），這樣(yàng)即使傳(chuán)輸綫(xiàn)的(dí)長度(dù)有(yǒu)1米(mǐ)長(cháng)或更(gēng)長，相(xiāng)對(duì)於信(xìn)號(hào)的(dí)波長(cháng)來(lái)說(shuō)，還(huán)是很(hěn)短(duǎn)的，對信號(hào)而(ér)言，此(cǐ)傳輸綫(xiàn)可以(yǐ)看成(chéng)是(shì)短路，傳(chuán)輸(shū)綫對(duì)信號(hào)的(dí)影響(xiǎng)微乎其微(wēi)。但是，對於高(gāo)速信號而(ér)言，假(jiǎ)設信號頻率提(tí)高到300MHZ，波(bō)長就減少(shǎo)到(dào)1米，這時候1米的傳輸綫(xiàn)與信(xìn)號(hào)的(dí)波長已經(jīng)完全可(kě)以比較(jiào)，信號(hào)在傳輸(shū)綫上(shàng)就(jiù)會(huì)存在波動效應(yīng)，在(zài)傳輸(shū)綫(xiàn)上不同點上的電(diàn)壓電流(liú)就(jiù)會(huì)不同。因(yīn)此(cǐ)，在這種情(qíng)況(kuàng)下，就不能忽(hū)略傳(chuán)輸(shū)綫對(duì)信(xìn)號造(zào)成的影(yǐng)響(xiǎng)，傳輸(shū)綫相(xiāng)對信號來說就是一段(duàn)長綫，在(zài)應用(yòng)中(zhōng)我(wǒ)們要用(yòng)長(cháng)綫傳輸的理論來解(jiě)決問題，特別(bié)是(shì)高(gāo)頻信號(hào)時，傳輸綫(xiàn)理論(lùn)非(fēi)常(cháng)重(zhòng)要(yào)。
特性(xìng)阻(zǔ)抗是對於(yú)高(gāo)頻信(xìn)號(hào)而言的(dí)，屬於(yú)長綫傳(chuán)輸(shū)中的(dí)一個概(gài)念(niàn)，一般(bān)現在數(shù)字(zì)電(diàn)視(shì)信(xìn)號都是高頻信號(hào)，因此lvds排綫(xiàn)的特性(xìng)阻抗(kàng)是(shì)存在的，也(yě)是(shì)必須(xū)要管控(kòng)的。比如8K電視信號在(zài)lvds排(pái)綫傳(chuán)輸過(guò)程中，在信號(hào)到達的(dí)一(yī)個(gè)點，傳輸綫(xiàn)與參(cān)考平(píng)麵(miàn)之(zhī)間(jiān)會(huì)形成(chéng)電場，因電(diàn)場的(dí)存在，在(zài)這(zhè)個(gè)點(diǎn)會產生一(yī)個(gè)瞬(shùn)間的小(xiǎo)電流(liú)，這個瞬(shùn)間的(dí)小(xiǎo)電流(liú)在lvds排(pái)綫的(dí)每一點(diǎn)都(dū)是(shì)存(cún)在的。同時信號也存(cún)在一定的電壓，這樣在信(xìn)號傳輸過(guò)程中，lvds排綫(xiàn)每一(yī)個點會等效(xiào)成(chéng)一個電阻，這(zhè)個電(diàn)阻就(jiù)是(shì)我(wǒ)們(mén)提到的傳輸綫的(dí)特(tè)性阻抗。
lvds特(tè)性(xìng)阻抗(kàng)是(shì)由(yóu)排(pái)綫導體(tǐ)規(guī)格(gé)（厚(hòu)度與寬），導體(tǐ)間距，絕緣膜(mó)材(cái)質(zhì)及(jí)厚度有關(guān)，與長度無(wú)關,如果測(cè)試的頻率大(dà)於1MHz,特性阻(zǔ)抗與(yǔ)頻率(shuài)幾(jī)乎無關(guān) 。經(jīng)過一(yī)係列(liè)比較復(fù)雜的算(suàn)式得(dé)出(chū)特性阻抗(kàng)的結(jié)果正好(hǎo)是(shì)以歐姆(Ω)為單位(wèi)，所以中文把(bǎ)這個參數(shù)譯做“特(tè)性(xìng)阻抗”，有時簡稱(chēng)阻(zǔ)抗(kàng)。這個(gè)特性阻抗參數和(hé)歐姆(mǔ)定律(lǜ)中(zhōng)常引(yǐn)用的純電阻(zǔ)完全是兩(liǎng)個概(gài)念，雖然它們計(jì)量單(dān)位都是歐姆(Ω)，但(dàn)此“歐姆”非彼“歐姆(mǔ)”。特性(xìng)阻抗是(shì)薇電(diàn)阻 R0 暨(jì)“分布參數(shù)（電(diàn)感(gǎn)與電容）”彼(bǐ)此(cǐ)“感應作用”的(dí)一個等(děng)效(xiào)值(zhí)，它被(bèi)用來(lái)簡(jiǎn)要(yào)地(dì)衡量(liáng)和(hé)描述(shù)導(dǎo)體介質的傳輸特(tè)性，且不(bù)隨“均匀”傳輸綫(xiàn)的長度改(gǎi)變而(ér)發(fā)生變(biàn)化(huà)，。而電阻(zǔ)是與(yǔ)傳輸綫的長(cháng)度密(mì)切相(xiāng)關的一個(gè)參(cān)數，傳(chuán)輸綫越(yuè)長，電阻(zǔ)值通常(cháng)也(yě)越(yuè)大。
那麼特(tè)性阻抗是(shì)越大越(yuè)好還(huán)是越小越好(hǎo)呢(ní)？其實特(tè)性(xìng)阻(zǔ)抗(kàng)大(dà)小合適(shì)就好，而且特性(xìng)阻(zǔ)抗(kàng)最關(guān)鍵(jiàn)的(dí)是(shì)波動(dòng)幅度要(yào)控製足夠小(xiǎo)。特(tè)性阻抗(kàng)對綫纜小白來說(shuō)可能不好理解，為了方便(biàn)大(dà)家理(lǐ)解(jiě)，我(wǒ)們舉一個類比(bǐ)的例子來(lái)加以(yǐ)說(shuō)明。一條(tiáo)道路(lù)，如(rú)果(guǒ)非常平(píng)整(zhěng)，則我們(mén)就(jiù)說它(tā)的平(píng)整度(dù)(特(tè)性阻抗)很(hěn)高(亦即阻抗連(lián)續(xù)性好)；如(rú)果(guǒ)出現坑窪不平(píng)，我們就(jiù)說他(tā)的(dí)平整度差(阻抗不(bù)連續(xù))。如(rú)果(guǒ)前麵路斷(duàn)了(liǎo)(斷頭(tóu)路)，則(zé)車輛(liàng)行人隻能掉(diào)頭回(huí)來(斷頭相當(dāng)於電纜(lǎn)開路(lù)，阻(zǔ)抗(kàng)突(tū)變(biàn)為無(wú)窮(qióng)大)。如(rú)果路麵(miàn)坑窪(wā)顛(diān)簸(bò)得(dé)很厲害，則底(dǐ)盤(pán)低的(dí)轎車就會(huì)放棄(qì)前行(háng)掉(diào)頭返回(阻抗突變導致(zhì)信號(hào)產(chǎn)生回波)。由(yóu)此可以(yǐ)幫(bāng)助理(lǐ)解：阻抗越連續(平順)，則信號回(huí)波(bō)越少。反(fǎn)之(zhī)，回(huí)波越(yuè)大(dà)，則(zé)阻抗(kàng)越不連續(xù)(路(lù)麵不平整順)。所以(yǐ)，通過(guò)測量(liáng)回波，我(wǒ)們(mén)就可(kě)以(yǐ)了解路麵的質量(liáng)(電纜的(dí)阻(zǔ)抗連(lián)續(xù)性(xìng))。
因(yīn)此(cǐ)lvds的(dí)特性阻抗的大小是使(shǐ)用(yòng)方的(dí)工程師根(gēn)據(jù)綫纜的傳輸需(xū)求設(shè)計一個需求值(zhí)，一般是來說(shuō)有點是90Ω，有(yǒu)的(dí)選100Ω。當然也(yě)有寫(xiě)其他排綫甲方選50Ω，根(gēn)據實際(jì)需(xū)求而(ér)定。不過(guò)總(zǒng)而言之(zhī)，不管選(xuǎn)擇哪一個(gè)中(zhōng)心(xīn)值(zhí)，需求方都(dū)要求(qiú)我們FFC排(pái)綫生產廠家(jiā)將特性阻抗波(bō)動值控製在(zài)±15%，嚴(yán)格(gé)一些(xiē)控製(zhì)在(zài)±10%，甚至±5%以(yǐ)內(nèi)，隻有波動足(zú)夠小，lvds排綫(xiàn)的傳(chuán)輸信號才越平(píng)穩(wěn)，信(xìn)號連(lián)續(xù)性(xìng)，圖像(xiàng)清晰(xī)度(dù)才越(yuè)好(hǎo)。
下(xià)麵我(wǒ)們以(yǐ)幾條實際(jì)lvds排綫來說明(míng)特性阻抗的波(bō)動幅度(dù)。
（1）以0.5x51x182A單麵(miàn)貼(tiē)一(yī)體材(cái)的這(zhè)款lvds排(pái)綫(xiàn)舉例：
這(zhè)款(kuǎn)lvds排綫(xiàn)長(cháng)度隻(zhī)有(yǒu)182mm，但(dàn)是有(yǒu)三(sān)個折(zhē)角，而這(zhè)每(měi)個折角(jiǎo)處是特(tè)性阻(zǔ)抗的一(yī)個波(bō)動處，以測試結果(guǒ)圖說明(míng)之：
由(yóu)此可見，在排綫的折角(jiǎo)處還(huán)是(shì)有一(yī)定的變大貨變小，說(shuō)明彎折(zhē)處對特性(xìng)阻抗有影(yǐng)響，但(dàn)是(shì)它特(tè)性(xìng)阻抗最大(dà)值93.95Ω，最(zuì)小值86.73Ω，波動範圍(wéi)較(jiào)小，小於5%的波動幅(fú)度，效果(guǒ)是(shì)非常好的(dí)。
（2）0.5x51x1005A單麵後(hòu)貼吸(xī)波材 lvds排綫舉例(lì)：
這(zhè)款(kuǎn)lvds排綫長(cháng)度有1005mm長，但(dàn)是(shì)有(yǒu)三個(gè)折角(jiǎo)，而(ér)這每(měi)個折角(jiǎo)處(chǔ)是(shì)特性(xìng)阻(zǔ)抗的一個(gè)波動處，以測試結(jié)果(guǒ)圖(tú)說明之：
這(zhè)款lvds排(pái)綫特(tè)性(xìng)阻抗(kàng)最大98.62Ω，最小90.08Ω，波動(dòng)範圍在10%以(yǐ)內，算比(bǐ)較不(bù)錯(cuò)的。
