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lvds排线特性阻抗产生原理
  • 作者: 陈中强
  • 来源: 鑫美特ffc排线
  • 日期 : 2021-04-28

      LVDS排线广泛应用于液晶电视、液晶显示屏、大屏幕会议机、大型教学白板机等设备中,LVDS排线生产厂家通常对这些ffc排线会进行贴复合铝箔来抵抗或消除信号干扰而保证传到到屏幕终端的信号不失真,那么干扰信号是怎么产生的呢?这就要从LVDS排线的特性阻抗开始讨论了。

      "特征阻抗"是对于高频信号(交流信号)来说的,对于低频信号(比如直流信号)不存在特性阻抗。信号在ffc排线中传输过程中,在信号到达的一个点,lvds排线与参考平面( 电源或地平面 )之间会形成电场,由于电场的存在,会产生一个瞬间的小电流,这个小电流在ffc排线中的每一点都存在。同时,信号也存在一定的电压,这样在信号在ffc排线传输过程中,ffc排线的每一点就会等效成一个电阻,这个电阻就是我们要研究的ffc排线的"特征阻抗"。
                                                                         LVDS排线贴黑色吸波材
 

      上述我们了解lvds排线特性阻抗产生的初步原理,下面分析ffc排线特性阻抗值与那些参数有关。
                                                                               

       特性阻抗(ρ)的连续性基本上就取决于分布参数 L0、C0 比值的稳定性,我们都知道欧姆定律:U=RI,其中的 R 就是电阻或者叫电阻负载,单位为欧姆(Ω)。电阻与金属材料(铜)的电阻率 (又称导电系数)有关,但在高频信号的传输过程中,我们还需要了解传输高频信号的物理介质(比如双绞线、同轴线、波导)的传输特性,它不同于低频信号,这种传输特性与传输介质的导电材料(例如铜或银) 、导电系数(电阻率)、几何形状(最常见为圆柱形)、分布电感(L0)、分布电容(C0)、绝缘材料(的介电常数)等都有关系,而低频信号传输时则往往不考虑这些分布参数和绝缘材料介电常数的影响。
                                                                     ffc排线特性阻抗分布图
       所有的电子线路图中都用 L 代表电感,C 代表电容器(通常是方形、原片形或圆柱形的元件)。但从微观上看,2位ffc排线线其实就是两根彼此靠近的长方形扁平铜导体,截取一段lvds排线来深入观察和研究,你会发现它就是彼此靠近的一对长方形扁平铜导体而已。问:长方形扁平铜导体是不是自身就存在电感和电容呢?答案是:存在。一米2p ffc排线的每根扁平形铜芯虽然外形上不是电感器,但本身也存在微量的“体电感”;两根相互靠近的一米铜导体虽然外形上不是电容器,但两者之间确实存在着微量的电荷感应(感应系数即为“体电容”)。这些“外形特征”不像,但“身体”中包含着的微量电感、电容我们就叫做分布参数(分布电感 L0、分布电容 C0),特性阻抗(ρ)的连续性或者说稳定性其实基本上取决于分布参数 L0、C0 比值的稳定。
                                                                        
     
以上图中的一个2p ffc排线对为例,为了分析方便,我们可以把它们等效为下图的电路。电路中的 L0 就是体电感(分布电感),C0 就是分布电容,R0 就是这段铜导体的电阻。用来衡量这些分布参数对信号传输有何影响时,我们会得出一个算式比较复杂的相关性的等效参数,由于这个参数等效计算的结果正好是以欧姆(Ω)为单位,所以中文把这个参数译做“特性阻抗”,有时简称阻抗(即上图中右上角的计算公式 ρ=……)。
                                                                           

      这个特性阻抗参数和欧姆定律中常引用的纯电阻完全是两个概念,虽然它们计量单位都是欧姆,但此“欧姆”非彼“欧姆”—特性阻抗是薇电阻 R0 暨“分布参数”彼此“感应作用”的一个等效值.



                                                                        

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