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

      LVDS排線廣泛應用于液晶電視、液晶顯示屏、大屏幕會議機、大型教學白板機等設備中,LVDS排線生產廠家通常對這些ffc排線會進行貼復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排線特性阻抗產生的初步原理,下面分析ffc排線特性阻抗值與那些參數有關。
                                                                               

       特性阻抗(ρ)的連續性基本上就取決于分布參數 L0、C0 比值的穩定性,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 (又稱導電系數)有關,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(比如雙絞線、同軸線、波導)的傳輸特性,它不同于低頻信號,這種傳輸特性與傳輸介質的導電材料(例如銅或銀) 、導電系數(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)等都有關系,而低頻信號傳輸時則往往不考慮這些分布參數和絕緣材料介電常數的影響。
                                                                     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體,截取一段lvds排線來深入觀察和研究,你會發現它就是彼此靠近的一對長方形扁平銅導體而已。問:長方形扁平銅導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(感應系數即為“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(分布電感 L0、分布電容 C0),特性阻抗(ρ)的連續性或者說穩定性其實基本上取決于分布參數 L0、C0 比值的穩定。
                                                                        
     
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 就是這段銅導體的電阻。用來衡量這些分布參數對信號傳輸有何影響時,我們會得出一個算式比較復雜的相關性的等效參數,由于這個參數等效計算的結果正好是以歐姆(Ω)為單位,所以中文把這個參數譯做“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”彼此“感應作用”的一個等效值.



                                                                        

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