第一章 工程化传输技术概论

几个工程问题

定义高速信号的标准

定义:传输线路需要设计，以确保传输过程中波形失真度高。 (1)模拟信号:传输过程中失真度小，可视为高速信号 (2)数字信号:如果需要考虑阻抗，可以保证信号的正确传输

高速信号的基本概念

1.电阻、电感和电容：是导体的固有特性 2.电阻器、电感器、电容器:是真实存储的电子元件

高速信号传输-信号完整性

信号的回路

信号传输线：信号路径、信号回路、中间介质

信号本身回路的原则： 直流电流：找到最小电阻，与信号路径形成最小的信号环路面积 交流电流：由最小阻抗和信号路径组成的信号环路面积最小的电路

电信号= 直流 交流 直流信号回路和交流信号回路也包括

特征阻抗和反射

(1) 特征阻抗定义：特性阻抗是射频传输线影响无线电波电压、电流的幅值和相位变化的固有特性，等于各处的电压与电流的比值，用V/I【百度百科定义】。

需要注意的是，传输线的结构变化导致传输线特征阻抗的变化 (2) 这种突变也会导致信号反射。

(3) 差分线和单端信号线 差分线对应正极性，对应负极性，实现信号回流的线 单端信号线：信号路径和信号回流线

（4) 地球和基准地 地球的概念：用于屏蔽和吸收大量电荷的物体，地球的意义是为连接的物体提供一个收集和放置多余电荷和垃圾电荷的地方 在设计过程中，掉地的概念，聚焦信号回路的概念。

(5)信号类型 模拟信号和数字信号 单端信号和差分信号 分成了：

• 单端模拟
• 差分模拟
• 单端数字
• 差分数字

（6） 电缆类型

• 单股电缆： 单股电缆不能作为传输线，应与单股电缆配对形成。 特征阻抗:一根单股电缆给另一根单股电缆祖卡 适用于性能要求低的数字传输
• 单股屏蔽电缆 信号路径：芯线、信号回路：外屏蔽层导体 特征阻抗：芯线对外屏蔽层导体的阻抗 传输线适用于高速信号传输单端数字信号
• 同轴电缆 信号路径：芯线 信号回路：外部导体 特征阻抗：芯线对外导体的阻抗 类似于单股屏蔽电缆，同轴电缆更一致，适用于单端模拟和数字信号
• 三同轴电缆(相当于同轴电缆加屏蔽层) 信号路径：芯线 信号回路：导体中间层 特征阻抗：芯线对中间层导体的阻抗 三同轴线的高一致性和传输线的屏蔽功能 适合高品质单端模拟或数字信号传输线
• 双绞电缆 信号路径：双绞中的意跟 信号回路：双绞车中的另一个 特征阻抗：双绞线之间的阻抗 一致性好
• 双绞屏蔽电缆 传输单端信号：信号路径，双绞线之一， 信号回路：双绞车中的另一个 传输差分信号：屏蔽层作为共同的信号回路
• 三绞屏蔽电缆 传输差分信号：正负信号和信号回路三条线， 外部屏蔽作为屏蔽层
• 四绞屏蔽电缆 传输两对差分信号的线

（7）PCB传输线类型

• 共面线 信号路径和信号回路在一层，PCB在整个传输范围内，信号线相邻且平行。
• 微带线 微带线图： 蓝色是导体，绿色是导体。PCB绝缘电介质，上面的蓝色小块是microstrip line 黄色部分是环氧有机材料。

由于microstrip line(微带线)一侧暴露在空气中(可向周围形成辐射或被周围辐射干扰)，另一侧附着在空气中PCB它形成的电场部分分布在空中，另一部分分布在绝缘电介质上PCB绝缘介质。但是microstrip line信号传输速度大于stripline其突出优点是信号传输速度快！

• 嵌入式微带线

• 带状线

• 双微带线(嵌入式)

• 双带状线

参考博文：https://blog.csdn.net/sinat_33584425/article/details/99854167 （8) 连接器传输线的类型

• 单端子：两个相邻端子作为信号传输线
• 两个同轴端子：信号路径为：端子芯 信号回路：端子的外导体
• 三同轴端子:相当于两同轴端子外加屏蔽层
• 差分端子：差分端子之一是信号路径 一个是信号回路
• 两芯屏蔽端子： 两种传输方式：传输单端信号，芯1作为信号路径，芯2 作为信号回路 芯1传输差分信号 和 芯2 分别作为差分信号的正负信号路径，外屏蔽层作为信号的共同信号回路
• 三芯屏蔽端子
• 四芯屏蔽端子

三芯和四芯的与传输线的类型是类似的

高速信号传输-电源完整性

供电系统的完整性 供电传输线的完整性 供电中继系统的完整性

高速信号传输-电磁兼容

电磁兼容定义

(1)设备中的信号可以传输抵抗设备和外部的干扰 (2)设备中信号的传输不得产生能干扰设备和外部设备的工作

工程技术传输高速信号

• 系统级电磁屏蔽
• 信号级电磁屏蔽
• 电磁屏蔽各种信号或电源传输线
• 信号和电源滤波技术

系统级电磁屏蔽技术

(1)机箱屏蔽 (2)电缆屏蔽 (3)连接器屏蔽

信号级电磁屏蔽技术

将传输线上的信号作为电磁屏蔽信号(即干扰源)

有些东西的屏蔽特性

（1） 电缆类型

• 单股电缆：电磁干扰和电磁敏感性大

• 单股屏蔽电缆：外屏蔽层与芯线产生的电磁场相互抵消，电磁干扰和电磁敏感性较低

• 同轴电缆：电磁干扰低于单股屏蔽电缆，电磁敏感性相同

• 三同轴电缆：与同轴电缆相比，电磁干扰耕地、电磁敏感耕地

• 双绞电缆

• 双绞屏蔽电缆

• 三绞屏蔽电缆

• 四绞屏蔽电缆

  至于电缆类型的屏蔽特性， 可以根据名字就轻松得到答案拉~

（2）PCB传输线类型

• 共面线
• 微带线
• 嵌入式微带线
• 带状线
• （嵌入式）双微带线
• 双带状线

（3) 连接器传输线类型

• 单端子
• 两同轴端子
• 三同轴端子
• 差分端子
• 两芯屏蔽端子
• 三芯屏蔽端子
• 四芯屏蔽端子

这些东西的屏蔽类型当然跟结构相关拉~ 参考他们的结构就可进行分析了

电磁屏蔽与“地”

（1）大地: 正常指地球，飞行器指金属外壳 （2）结构地： 安装电子设备的金属机架。 结构地需要和大地用良导体短接 （3）屏蔽地： 电子设备中所有系统级和信号级屏蔽体或者屏蔽层的构成的导体，也就是“结构地” （4）信号地：电子设备中对数字信号和模拟信号为零电位的导体

• 共地：信号地与结构地单点端接
• 浮地：信号地与结构地有并联大电阻或者大电容

信号的电磁滤波技术

对信号进行滤波是降低信号电磁干扰的主要技术

我学到的东西

这里面的很多知识都相对简单和通俗 1、电缆的类型、PCB传输线的类型、连接器传输线的类型和他们的屏蔽特性 2、共地和浮地的概念 3、不同频率的谐波信号在同一介质中的传输速度不同 4、屏蔽分成系统级和信号级、滤波等等

第一章，应当是作为一个宏观性的介绍把，所以看起来并没有很多复杂的内容