有关铜线信号传输衰减的计算公式,电缆对信号的衰减也称为插入损耗,正规的电缆会提供一张损失表,描述电缆在单位长度对不同频率的衰减值,前端电子补偿可能是唯一的解决方法。
铜线信号传输衰减的计算公式
电缆对信号的衰减也称为插入损耗,单位是分贝(dB),正规的电缆会提供一张损失表,描述电缆在单位长度对不同频率的衰减值。
比如某电缆的衰减值表示为-2.2dB/30m@100MHz是指这条电缆在30米长度时,传输100MHz带宽信号时会产生-2.2dB的插入损耗。
电缆的插入损耗是累积的,而且对不同频率的信号衰减值也不一样。【铜线信号传输衰减计算公式】
同样带宽的信号,电缆长度增加一倍,插入损耗也是增加一倍,比如上述的电缆在60米长度时,传输100MHz带宽信号时会产生-4.4dB的插入损耗。
虽然设计好电缆的插入损耗是必要的,但很多时候由于没有预先的计算,电缆插入损耗对系统的高频损失屡见不鲜。
在这种情况下,前端电子补偿可能是唯一的解决方法。大部分的接口和线路驱动器都包含了可以调整的补偿电路,一般都具备电平(或增益)和峰值调整。
利用30米的ExtronBNC5-Mini电缆传输150MHz带宽信号,在信号不经过任何均衡和放大时,在150MHz频段出现了接近-12dB的插入损耗,而且0~150MHz频段的传输曲线非常陡峭;
利用电子器材(比如接口、均衡器、放大器)对信号进行适当的电平和峰值调整后,不但将电缆的插入损耗减少到-3dB以内,而且使0~150MHz频段的传输曲线得到了非常平滑的响应。
1.电平控制
电平控制是为了补偿电缆插入对整个信号幅度的衰减,由于电缆的插入很容易对信号幅度造成5%或更多的衰减,比如一个模拟0.7V的信号,5%的电缆插入损耗可以达到35mV的信号衰减。
通常电平控制被设定用于补偿低频部分的衰减,并恢复信号在正常的振幅电平(比如0.7V)
2.峰值控制
峰值控制是为了补偿电缆插入对信号高频部分的衰减,高频段信号的衰减主要影响图像的细节。
峰值控制可以克服高频信号在电缆传输产生的衰减曲线,但不会过渡提升信号的高频信息,高频信号的损失可能会另外产生噪音。
在测试系统标准的时候,电平控制和峰值控制可以同时使用。【铜线信号传输衰减计算公式】
在测试设备和显示器材的一些数据表明,依靠经验去计算电缆传输距离是造成系统失败的真正原因,虽然大部分设计师都已经意识到电缆是任何系统设计的最弱环节,但还是被安排在最后考虑的一项内容。
3.直流电阻
电阻的一种定义是“物质以热的形式妨碍电子流通的一种物理特性”,电阻是一种减慢电子的流动的导体的特性,单位是_(欧姆),用于简单表示导体对电流的衰减。
电缆的直流电阻一般用_/千米表示,由电缆的材料、线径、尺寸和温度决定。
直流电阻影响信号的电压(振幅),长距离的电缆传输或高阻值电缆都会使图像显得黯淡。
举例,一个0.7Vp-p的视频信号经由60米长的电缆(电缆直流阻值41_)传输进行显示,显示端得到的真实可用的信号电平大约只有0.63Vp-p(信号电平损失大约10%)。良好的复合视频线缆一般每千米的直流电阻应该在35_以下。
4.电容容量
电容的定义是“在两个导体之间的电介体会储存电荷的一种特性”,可以解释电缆也是一个电容器,具备充电、放电的能力,在电缆中电容的单位用pF/m(微微法/每米).
同轴电缆存在的电容会影响视频信号的锐度和细节,这是由于视频信号可能存在一些黑色-白色的转变,电缆的电容特性会影响这个信号转变中上升和下跌的时间,也就是影响了视频信号在锐度和细节方面的改变。
良好的复合视频线缆,一般每米的电容分布应在60pF以下。