常见的同轴电缆阻抗测试方法
关于同轴电缆特性阻抗的测试方法
关于同轴电缆特性阻抗的测试方法同轴电缆是一种常见的电信传输线路，用于在电子设备和通信系统中传输信号。
特性阻抗是同轴电缆的一个重要参数，它决定了电缆传输性能的稳定性和功率传输的效率。
在本文中，我们将介绍几种常用的测试方法来测量同轴电缆的特性阻抗。
一、综述特性阻抗是指电缆传输线路上的电阻和电抗的比率，它是同轴电缆的一个固有特性。
特性阻抗决定了传输线路上的电压和电流之间的关系，对于确保电缆传输性能的稳定性和最大功率传输至关重要。
特性阻抗的测试是通过测量电缆上的电阻和电抗来确定的。
电缆的电阻通常通过四线－阻抗法或两线法进行测量，电抗通常使用网络分析仪进行测量。
下面将对这些测试方法进行详细介绍。
二、四线－阻抗法四线－阻抗法是一种常用的测试方法，它通过测量电缆上的电阻来确定特性阻抗。
这种方法使用四条电缆进行测量，两条电缆用于提供测试信号，另外两条电缆用于测量电压和电流。
测试步骤如下：1.将电缆连接到测试仪器，确保四条电缆正确连接。
2.向电缆发送测试信号，测量电压和电流的数值。
3.通过计算电压和电流的比值来确定电缆上的电阻。
电阻值除以电流值就是特性阻抗的值。
四线－阻抗法的优点是准确度高，可以有效地测量特性阻抗。
然而，它需要特殊的测试仪器和电缆连接，成本较高。
三、两线法两线法也是一种常用的测试方法，它通过测量电缆上的电阻来确定特性阻抗。
这种方法只需要两条电缆进行测量，其中一条用于发送测试信号，另外一条用于测量电压和电流。
测试步骤如下：1.将电缆连接到测试仪器，确保两条电缆正确连接。
2.向电缆发送测试信号，测量电压和电流的数值。
3.通过计算电压和电流的比值来确定电缆上的电阻。
电阻值除以电流值就是特性阻抗的值。
两线法的优点是测试设备简单，成本较低，但准确度相对较低，适用于一些简单的测试场景。
四、网络分析仪网络分析仪是一种常用的电缆测试仪器，可用于测量电缆的特性阻抗。
它可以测量电缆上的电压和电流，并计算电阻和电抗的数值。
同轴线缆特性阻抗的介绍及测量
同轴线缆特性阻抗的介绍及测量特性阻抗是长线传输中的概念，通常用来衡量高频领域下系统的对信号的传输能力大小。
对于低频线路，根据欧姆定律：R=U/I 。
在高频下，还需要计算信号的波动性，反映传输线任一点特性的参量为反射系数τ和特性阻抗Z，因为传输线上的阻抗不可能始终为一个恒定的值，即阻抗不连续，在这些阻抗变化的点就会产生波的反射，任意传输线上的波均是由入射波和反射波的叠加组成，区别在于入射波与反射波成分的不同。
因此，传输线有两种极限状态：1. 无反射波，反射系数=0，称之为行波状态或匹配；2. 全反射，反射系数模=1，称之为驻波状态。
传输线上任意点Z’上的反射系数τ(z’)与特性阻抗Z(z’)的关系如下：其中：Z0：负载阻抗传输线上任一点都可以等效为一段匹配线路与一个阻抗为Z’的负载，特性阻抗即为负载上入射波电压与入射波电流之比，类似地，特性阻抗也等于反射波电压与反射波电流之比：根据阻抗计算公式：其中：Z：特性阻抗R：电阻L：电感G：电导C：电容j：复数虚部w：2πf（f=频率）可知特性阻抗是一个与频率相关的复数。
FAKRA匹配的线路为同轴线缆，在实际应用中，同轴线缆的阻抗可以按如下公式计算：其中：Z：特性阻抗εr：绝缘体的相对介电常数D：外导体内径d：内导体外径可以通过调节连接器及线缆的结构及材质来限制特性阻抗，但FAKRA连接器的导体与线缆需要通过压接装配在一起，这势必会导致连接部位的尺寸变化，因此对于完整的线缆组件，我们也需要验证其特性阻抗是否满足也在规定的范围之内。
阻抗特性测试使用“时域反射法”，特性阻抗分析仪本质上是“高速脉冲源+高宽带取样示波器”模块的有机结合并辅以复杂的校准算法。
如下图所示，测试时通过带宽测试探头向被测线缆组件输入高速脉冲信号，取样接头接受反射信号，采样得到其反射电压，因为入射的阶跃脉冲的幅度是已知的，这样就可以计算出被测线路的反射系数τ，而仪器的输出阻抗为50Ω，根据上述公式，可以计算出反射点的特性阻抗值Z。
关于同轴电缆特性阻抗的测试方法
关于同轴电缆特性阻抗的测试方法自动化工程学院 闵亚军 201421070142摘要：特性阻抗是指当电缆无限长时电磁波沿着没有反射情况下的均匀回路传输时所遇到的阻抗，特性阻抗是射频同轴电缆传输的重要参数之一。
本文主要介绍几种同轴电缆特性阻抗的常用测试方法，包括TDR(时域测试法)、史密斯图法、谐振频率法，并简单介绍其基于的原理。
关键字：同轴电缆 特性电阻 时域测试法 史密斯图法引言特性阻抗是指当电缆无限长时电磁波沿着没有反射情况下的均匀回路传输时所遇到的阻抗，它是由电缆的电导率、电容以及阻值组合后的综合特性，正常的物理运行依靠整个系统电缆与连接器具有恒定的特性阻抗。
传输线匹配的条件就是线路终端的负载的阻抗正好等于该传输线的特性阻抗，此时没有能量的反射，因而有最高的传输效率，相反，传输效率会受到影响，所以特性阻抗值是整个传输回路中非常重要的一个参数。
接下来将简单介绍下测试这一参数的各种方法及其所基于的原理。
一、特性阻抗同轴电缆的特性阻抗定义为：入射电压跟入射电流的比值或者反射电压跟反射电流的比值，所以也称作波阻抗。
通过传输线理论的推导 ，我们可以很容易地得到特性阻抗的公式 ：Cj G L j R Z c ωω++= （1） 输人阻抗定义为从电缆的某一个方向看进去，其电压和电流的比值 。
局部特性阻抗：电缆沿线长度方向上各点的特性阻抗。
平均特性阻抗：为特性阻抗在高频时的渐进值。
平均特性阻抗是沿线的所有局部特性阻抗的算术平均值。
二、常用测试方法2.1 时域测试法TDR(time domain reflection ，时域测试法)是一种通用的时域测试技术，广泛应用于PCB 、电缆、连接器等测试领域。
这种技术可以测出传输线的特性阻抗，并显示出每个阻抗不连续点的位置和特性(阻抗、感抗和容抗)。
相对于其他技术，TDR 能够给出更多的关于系统宽带相应的信息。
TDR 基于一个简单的概念：当能量沿着媒介传播时，遇到阻抗变化，就会有一部分能量反射回来。
如何手工测试同轴
如何手工进行同轴电缆的测试说明：常规的网络分析仪有两种系统，一种是按照50欧设计的，另一种是按照75欧设计的；一般，50欧的网络分析仪测50欧的电缆，75欧的网络分析仪测75欧的电缆。
如果用户需要用50欧的网络分析仪来测试75欧的电缆，那么需要两个阻抗匹配转换器(一般推荐使用Agilent的11852B-CFG002)和相应的校准件，将转换器安装在网络分析仪的端口上，达到将50欧的系统转换为75欧系统的目的。
国内的生产厂家，用网络分析仪手动测试同轴电缆，常见的测试参数有：特性阻抗、衰减常数、回波损耗等。
1．（平均）特性阻抗校准：不需要校准测量参数：Meas->S21频率设置：Center设为200MHz、Span设为30。
（Span的设置和待测的同轴电缆的长度有关系，一般情况下，30米的待测电缆Span可以设置成30，10米的待测电缆可以设置成100，具体的Span根据测试的波形个数来设置）测量点数1601点，带宽1000Hz，线性扫描。
同轴电缆的具体接法：将同轴电缆做好接头，网络分析仪的Port1接50欧的三通，用一根直通校准线接三通右端的端口和Port2端口。
同轴线的一端接三通的左端，另一端一般保持开路状态，注意不可以接地。
此时，网络分析仪上面会出现若干个类似于正弦波的波形，数10个左右波形的波峰，记下第一个波形波峰和第11个波形波峰处的频率值F1和F2。
如果网络分析仪显示的波形少于10个，请调整扩大Span的值，直到屏幕上出现10个以上的波形为止。
用电容表或者其他合适设备测出同轴电缆的电容值，记为C。
根据下面的公式计算特性阻抗的值。
c f Z **2106∆=f ∆ ＝ （F2-F1）／n ；（MHz ）C ：待测电缆的总电容，pF 。
另外还有一种比较常用的测试阻抗的方法，即在网络分析仪上用史密斯圆图来测试阻抗。
具体方法是：1）先执行两端口校准。
2）将网络分析仪的显示格式设置为Smith 圆图，Format ――Smith Chart3）史密斯圆图测试阻抗有两种方法，方法一 开短路方法， 方法二 负载法。
常见的同轴电缆阻抗测试方法
这里： ZL 为负载阻抗 γ为传播常数 l 为电缆长度 s11 为反射系数 3. 平均阻抗（Z∞），定义为平均特性阻抗在高频时的渐进值。
Z le, 1 c C f C
由测试数据和图可以得到以下结论： 1. 随着电缆频率的不断升高、 衰减变大,在电缆衰减接近 10dB 时， Zin≈Zc(开 短路法) 见下图
2. 电缆开短路时的非线性失真，会导致测试结果的严重偏差，结果见下图
Miles.li@ Miles.li@
可见开短路法测试阻抗的测试偏差会在±π/4 的时候周期性出现，周期为 π，其产生原因为
常见的同轴电缆阻抗测试方法
李谦若
特性阻抗作为电缆的重要指标一直是生产以及测试人员主要关注的对象，随 着测试技术的不断发展，测试方法变的多种多样，现就同轴电缆的阻抗测试方法 的异同做一个总结和归纳（时域的测试方法暂不做总结） 一、 1. 阻抗的定义： 特性阻抗（Zc），定义为：入射电压与入射电流之比或反射电压与反射 电流之比（即波阻抗）。他的表示式为 一般我们通常所说的同轴电缆的特性阻抗，一般包含四种概念：
这里： le，∞为试样在 200MHz 附近的电气长度
Miles.li@ Miles.li@
c 为自由空间的传播速度 C 为试样的电容 △f 为在 200MHz 频率下试样相位变化 360°所对应的频率变化 4. 平均特性阻抗（Zavg）
2 2 Z avg Ravg X avg
短路法见下图电缆开短路时的非线性失真会导致测试结果的严重偏差结果见下图milesliintertekcommileslioutlookcom可见开短路法测试阻抗的测试偏差会在4的时候周期性出现周期为其产生原因为低频时终端开路等效阻抗分布图低频终端短路的等效阻抗分布图开路时每周期时出现非线性的阻抗变化短路时同样也是每周期时出现非线性的阻抗变化他们相隔2在反射状态下周期为的交替出现影响测试结果
同轴电缆阻抗测试方法
同轴电缆阻抗测试方法同轴电缆是常用的一种传输信号或电力的电缆，其具有一对同轴导体，分别是内导体和外导体，中间隔着一层绝缘材料。
同轴电缆的阻抗测试是为了确定电缆的特性阻抗值，保证信号传输的质量和稳定性。
本文将介绍两种常用的同轴电缆阻抗测试方法。
一、快速测定法快速测定法是比较常见的同轴电缆阻抗测试方法之一，具有测试速度快的优点。
其测试原理是利用高频信号在同轴电缆中的传输特性进行测定。
具体步骤如下：1.准备测试设备：信号源、频谱分析仪或网络分析仪、同轴电缆样品。
2.将信号源的输出端连接到同轴电缆的输入端，将频谱分析仪或网络分析仪的输入端连接到同轴电缆的输出端。
3.调整信号源的频率为待测频率，发送高频信号。
4.通过频谱分析仪或网络分析仪测量输出端的信号，得到电缆传输特性的频率响应曲线。
5.通过频率响应曲线，计算出同轴电缆的阻抗值。
二、传统测量法传统测量法是另一种常用的同轴电缆阻抗测试方法，具有测试准确度高的优点。
其测试原理是利用传统LCR桥进行测定。
具体步骤如下：1.准备测试设备：LCR桥、同轴电缆样品。
2.将同轴电缆的两个端口分别连接到LCR桥的测试端口。
3.调节LCR桥的测量参数为阻抗测量，并设置待测频率。
4.启动LCR桥进行测量，得到同轴电缆的电阻、电感、电容等参数。
5.综合计算得到同轴电缆的特性阻抗值。
以上两种方法虽然有一些区别，但都能够准确测定同轴电缆的阻抗值。
在实际应用中，可以根据不同的需求选择合适的测试方法。
需要注意的是，同轴电缆阻抗测试时要在合适的测试环境下进行，避免外部干扰对测试结果的影响。
另外，测试设备的选择应根据待测电缆的特性和测试要求进行合理搭配。
同时，测试操作的准确性和仪器的准确性也是保证测试结果准确性的重要因素。
综上所述，同轴电缆阻抗测试方法主要包括快速测定法和传统测量法。
通过这些方法，可以准确测定同轴电缆的阻抗值，保证信号传输的质量和稳定性。
同时，合适的测试环境和仪器设备的选择也是保证测试准确性的关键因素。
同轴电缆端阻抗测试
同轴电缆端阻抗测试结构不均匀性测试有关测量方法测试仪器原理阻抗测试：分频域测试方法和时域测试方法。
1.频域测试方法：和1楼说的差不多。
利用网络分析仪，例如Agilent N5230A 等（安捷伦的矢网和技术支持是业界最好的。
）测得电缆的S参数。
如果你的网络分析仪有时域010选件，那么可以直接在网络分析仪里看到阻抗值。
如果没有购买这个选件，那么你需要在仿真软件中将回波损耗S11分量进行傅立叶反变换得到时域脉冲响应，再得到阶跃响应曲线，换算成阻抗值就好。
说这么多，你肯定晕了。
如果你有ADS软件，那么在ADS中有直接的函数将S参数转成阻抗曲线。
2.时域测试方法：简单。
测试仪器：示波器，例如泰克的TDS系列，和agilent 的8000系列都可以。
时域测试阻抗很简单，网上的文章也很多。
你找一下就好了。
结构测试：我不懂哦！如果结构不对称很厉害的话，可以引起阻抗变化，但是一般微弱的结构变化，阻抗不是很敏感！楼上的那位给你参考，你可以看一下！---------测试原理：频域阻抗测试：参考Agilent的《使用网络分析仪进行时域分析》/agilent/redirector.jspx?action=ref&cname=AGIL ENT_EDITORIAL&ckey=923465&lc=chi&cc=CN&nfr=-11143.0.00时域阻抗测试：随便搜索“TDR”，有很多这方面资料的。
/agilent/redirector.jspx?action=ref&cname=AGIL ENT_EDITORIAL&cc=CN&lc=chi&ckey=914308&nid=-35186.536883565.00& pid=331958----你说的结构不称问题，是不是就是指电缆中1根线比另一根线长，造成长度不等、传输延时不对称？如果这样的话也是用TDR测试。
同轴电缆阻抗测试方法
v p = 2 × l × Δf
则：
（5）
Zc =
1 1 1 = = v p C 2 × l × Δf × C 2 × Δf × Cl
（6）
在IEC 61106 2005同轴通信电缆标准中，还涉及到以下参数和公式： 相移常数：
β(f )=
式中：
ϕ exp ( f )
lsample
（7）
ϕ exp ( f ) ：频率 f 时测得的扩展相移；
1 β ( f ) ϕexp ( f ) ϕexp ( f ) × = = C 2π × f 2πfCl 2πfCl
（12）
Cl ：电缆总电容，F。
2、传输线输入阻抗、终端负载Байду номын сангаас反射系数的关系
信息产业部信息传输线质量监督检验中心
第 3页
终端端接负载的传输线的输入阻抗和反射系数的关系为：
Z in = Z c
信息产业部信息传输线质量监督检验中心
第 4页
第三步，按下式(18)计算电缆结构反射系数阻抗 ΓSRC 。
ΓSRC =
Z in − Z avg Z in + Z avg
(18)
第四步，按下式计算电缆的结构回波损耗SRL：
SRL = 20 lg ΓSRC
注意，（18）式中 Z avg 为正实数，而 Z in 为具有实部和虚部的复数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
李谦若
特性阻抗作为电缆的重要指标一直是生产以及测试人员主要关注的对象，随 着测试技术的不断发展，测试方法变的多种多样，现就同轴电缆的阻抗测试方法 的异同做一个总结和归纳（时域的测试方法暂不做总结） 一、 1. 阻抗的定义： 特性阻抗（Zc），定义为：入射电压与入射电流之比或反射电压与反射 电流之比（即波阻抗）。他的表示式为 一般我们通常所说的同轴电缆的特性阻抗，一般包含四种概念：
Z in Z c Z L Z c tanh(l ) 1 s11 ZL Z c Z L tanh(l ) 1 s11
这里： ZL 为负载阻抗 γ为传播常数 l 为电缆长度 s11 为反射系数 3. 平均阻抗（Z∞），定义为平均特性阻抗在高频时的渐进值。
Z le, 1 c C f C
Miles.li@ Miles.li@
性阻抗可能需要通过计算机来辅助实现)
Miles.li@ Miles.li@
Zc
R jL
R jL j G jC G jC
L C
高频时，即 ωL＞＞R，ωC＞＞G，则 Z c
这里： R 为电阻 L 为电感 G 为电导 C 为电容 γ为传播常数 α为衰减 β为相位常数 2. 输入阻抗（Zin），定义为：在电缆一端端接（任意频率下）与电缆阻抗 一致的负载时的电缆阻抗。这种完全一致的负载实际上是不存在的，一 般认为端接的负载回波在-40dB 以上是认为是完全一致的负载。
这里： le，∞为试样在 200MHz 附近的电气长度
Miles.li@ Miles.li@
c 为自由空间的传播速度 C 为试样的电容 △f 为在 200MHz 频率下试样相位变化 360°所对应的频率变化 4. 平均特性阻抗（Zavg）
2 2 Z avg Ravg X avg
这里：
Ravg
Ri i 1 n
n
X avg
Xi i 1 n
n
Ri 为电缆尾部端接负载时所测得的电缆各个频率下阻抗的实部值 Xi 为电缆尾部端接负载时所测得的电缆各个频率下阻抗的虚部值
二、
实际测试所得到的结果(以 100m RG6 电缆为例)
Miles.li@ Miles.li@
7 4
3 2
λ
5 4
3 4
2
4
0
低频时终端开路等效阻抗分布图
Hale Waihona Puke λ7 4 3 25 4
2
3 4
4
0
低频终端短路的等效阻抗分布图 开路时每π周期时出现非线性的阻抗变化，短路时同样也是每π周期时出现 非线性的阻抗变化，他们相隔π/2，在反射状态下周期为π的交替出现影响 测试结果。随着衰减的逐渐增大,逐步减小. 3. 特性阻抗(相位法)与特性阻抗(开短路法)有较大差异的原因: 特性阻抗定义为：入射电压与入射电流之比或反射电压与反射电流之比 （即波阻抗） ,这里特性阻抗(相位法)实际上反映了入射电压与入射电流之比; 而特性阻抗开短路法反映了反射电压与反射电流之比（即波阻抗）.两种方法 对于均匀的无耗线来说是没有太大的区别的,但是对于一个较长而且阻抗并 不均匀的电缆来,其反射电流和反射电压是电缆各个位置上反射信号在测试 端的叠加,就此来说两种方法是有很大差别的. 三、 总结 目前虽然电缆测试阻抗的方法多种多样 , 但是在进行电缆特性阻抗测试时 , 特性阻抗(相位法)目前来说是高频测试时较能够反映电缆的实际阻抗特性的测 试方法.(对于某些较早的网络分析仪来说 ,由于不能测试总相位,相位法测试特
由测试数据和图可以得到以下结论： 1. 随着电缆频率的不断升高、 衰减变大,在电缆衰减接近 10dB 时， Zin≈Zc(开 短路法) 见下图
2. 电缆开短路时的非线性失真，会导致测试结果的严重偏差，结果见下图
Miles.li@ Miles.li@
可见开短路法测试阻抗的测试偏差会在±π/4 的时候周期性出现，周期为 π，其产生原因为