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lvds排線特性阻抗產(chǎn)生原理
  • 作者: 陳中強
  • 來源: 鑫美特ffc排線
  • 日期 : 2021-04-28

      LVDS排線廣泛應(yīng)用于液晶電視、液晶顯示屏、大屏幕會議機、大型教學(xué)白板機等設(shè)備中,LVDS排線生產(chǎn)廠家通常對這些ffc排線會進行貼復(fù)合鋁箔來抵抗或消除信號干擾而保證傳到到屏幕終端的信號不失真,那么干擾信號是怎么產(chǎn)生的呢?這就要從LVDS排線的特性阻抗開始討論了。

      "特征阻抗"是對于高頻信號(交流信號)來說的,對于低頻信號(比如直流信號)不存在特性阻抗。信號在ffc排線中傳輸過程中,在信號到達的一個點,lvds排線與參考平面( 電源或地平面 )之間會形成電場,由于電場的存在,會產(chǎn)生一個瞬間的小電流,這個小電流在ffc排線中的每一點都存在。同時,信號也存在一定的電壓,這樣在信號在ffc排線傳輸過程中,ffc排線的每一點就會等效成一個電阻,這個電阻就是我們要研究的ffc排線的"特征阻抗"。
                                                                         LVDS排線貼黑色吸波材
 

      上述我們了解lvds排線特性阻抗產(chǎn)生的初步原理,下面分析ffc排線特性阻抗值與那些參數(shù)有關(guān)。
                                                                               

       特性阻抗(ρ)的連續(xù)性基本上就取決于分布參數(shù) L0、C0 比值的穩(wěn)定性,我們都知道歐姆定律:U=RI,其中的 R 就是電阻或者叫電阻負載,單位為歐姆(Ω)。電阻與金屬材料(銅)的電阻率 (又稱導(dǎo)電系數(shù))有關(guān),但在高頻信號的傳輸過程中,我們還需要了解傳輸高頻信號的物理介質(zhì)(比如雙絞線、同軸線、波導(dǎo))的傳輸特性,它不同于低頻信號,這種傳輸特性與傳輸介質(zhì)的導(dǎo)電材料(例如銅或銀) 、導(dǎo)電系數(shù)(電阻率)、幾何形狀(最常見為圓柱形)、分布電感(L0)、分布電容(C0)、絕緣材料(的介電常數(shù))等都有關(guān)系,而低頻信號傳輸時則往往不考慮這些分布參數(shù)和絕緣材料介電常數(shù)的影響。
                                                                     ffc排線特性阻抗分布圖
       所有的電子線路圖中都用 L 代表電感,C 代表電容器(通常是方形、原片形或圓柱形的元件)。但從微觀上看,2位ffc排線線其實就是兩根彼此靠近的長方形扁平銅導(dǎo)體,截取一段lvds排線來深入觀察和研究,你會發(fā)現(xiàn)它就是彼此靠近的一對長方形扁平銅導(dǎo)體而已。問:長方形扁平銅導(dǎo)體是不是自身就存在電感和電容呢?答案是:存在。一米2p ffc排線的每根扁平形銅芯雖然外形上不是電感器,但本身也存在微量的“體電感”;兩根相互靠近的一米銅導(dǎo)體雖然外形上不是電容器,但兩者之間確實存在著微量的電荷感應(yīng)(感應(yīng)系數(shù)即為“體電容”)。這些“外形特征”不像,但“身體”中包含著的微量電感、電容我們就叫做分布參數(shù)(分布電感 L0、分布電容 C0),特性阻抗(ρ)的連續(xù)性或者說穩(wěn)定性其實基本上取決于分布參數(shù) L0、C0 比值的穩(wěn)定。
                                                                        
     
以上圖中的一個2p ffc排線對為例,為了分析方便,我們可以把它們等效為下圖的電路。電路中的 L0 就是體電感(分布電感),C0 就是分布電容,R0 就是這段銅導(dǎo)體的電阻。用來衡量這些分布參數(shù)對信號傳輸有何影響時,我們會得出一個算式比較復(fù)雜的相關(guān)性的等效參數(shù),由于這個參數(shù)等效計算的結(jié)果正好是以歐姆(Ω)為單位,所以中文把這個參數(shù)譯做“特性阻抗”,有時簡稱阻抗(即上圖中右上角的計算公式 ρ=……)。
                                                                           

      這個特性阻抗參數(shù)和歐姆定律中常引用的純電阻完全是兩個概念,雖然它們計量單位都是歐姆,但此“歐姆”非彼“歐姆”—特性阻抗是薇電阻 R0 暨“分布參數(shù)”彼此“感應(yīng)作用”的一個等效值.



                                                                        

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