如何用電線傳輸高頻信號?

100MHz量級的,怎麼傳?1GHz量級的怎麼傳?
高頻信號難傳輸嗎?是因為電線會發射電磁波導致能量損失嗎?或者說為什麼普通的導線不能用來傳高頻信號?
同軸線和普通電線的原理上的區別在哪裡?(這個改了一下。我知道能從外觀辨認出同軸線,但是沒理解同軸線和普通線有什麼區別。而且,同軸線中間的白色填充物是什麼,同軸線與有屏蔽層的普通電線在原理上有區別嗎)

大約傳10m左右。

鄙人了解一般的數字、模擬電路,但是基本不懂電磁波之類的。請照顧鄙人水平。


普通同軸線適用於1ghz~3ghz的頻段,特殊同軸線可以做到幾百兆赫茲或者十幾ghz,同軸線和普通電線的區別從結構上就能看出來,同軸線由內徑,填充介質,外皮組成,可傳輸tem波,一般的電線阻抗太高,而且結構上也不適於傳輸電磁波,如果想用普通電線傳輸高頻新號,可以採用雙導線。


電線傳信號,最大的挑戰在於電線本身就是一個電感,頻率越高阻抗越大。

理論到此為止,以下為實踐經驗。

之前看錯了,掉了兩個數量級。

高頻信號走這麼長的距離,這需要好好研習傳輸線問題了。不過如此頻率的信號,通過如此距離,個人認為如果不是大功率信號,只要條件允許,索性無線傳輸,加到 2.4GHz(或 60GHz)載波上打出去便可。或者如果信號不適合無線傳播,除了嘗試同軸,還有的方案就是光纖。剩下的設備和收發器之間以下 10cm 方案適用。

以下為縮小兩個數量級的答案

首先你這 10cm 是同一個設備內部,還是設備和設備之間。同一個設備內部的話,合理設計的前提下,PCB 走線 5GHz 以下一般不會有問題。我相信你是有辦法把所有高頻組件集中到一塊 PCB 上的。

如果是設備之間,一般常用的就是同軸和波導。如果條件允許,可以試試光纖,一勞永逸。


簡單的說 電線和電線之間是不是隔著絕緣層還有空氣?這種金屬之間有絕緣體的結構特別像高中學的平板電容,是的這個電容效應非常微弱,但是我們知道,電容是通高頻阻低頻,當你電線上的信號頻率大的時候,這種信號就可以通過電線與電線間的這個電容,從而在臨近的電線上產生了信號。這種電容叫做互容。同理還有互感。
同軸電纜最重要的就是在傳輸信號的導線外加入了接地的屏蔽層。如果電容兩極之間加入了接地的平板,電容不就失效了么?這就是基本的一種理解。
學高速數字信號已經是好久之前的事情啦,如有謬誤,各位大神手下留情。


100M/1G頻率不算太高吧,普通的同軸電纜+普通的高頻連接器(推薦BNC/SMA)即可。

普通導線不適合用於傳輸高頻信號有以下幾點:

1.高頻信號波長短,100MHz的波長是3m,1GHz的波長是30cm,這時傳輸線的長度和波長已經處於同一尺度下,即發射端的相位和接收端的相位很可能不一致,由於信號電壓和電流的幅值與相位是正弦函數的關係,因此輸入埠和輸出埠的電壓電流瞬時值很可能不同。

2.導線自身的分布參數,導線自身就具有一定的電感和寄生電容,只不過在低頻時感抗和容抗較低可以忽略;

3.阻抗不匹配,導致的結果就是信號的反射,匹配的阻抗才能進行最大功率傳輸,而普通導線可能處處不匹配;

4.這確實是根向四周輻射電磁波的指標不高的天線;

同軸線纜和普通電線的區別在於普通電線是內導體直接包裹絕緣材料,而同軸線纜由內導體,介質(題主說的白色填充物,如聚四氟乙烯,但不見得都是這種),以及外導體,外導體外側的絕緣材料(可無)。外導體通常接地形成一個屏蔽層。
與普通導線不同,同軸線的阻抗由內徑、外徑、介質介電常數和導體表面電阻唯一確定,可以實現阻抗處處相等匹配的,與外界電磁屏蔽的。
其他高頻傳輸方式還有微帶線、帶狀線、波導等。

希望能有幫助,但想從事高頻還是需要學習電磁場電磁波的。


謝邀。
但是具體的物理原因我不懂,抽象到通信概念就是普通電線的信道在高頻衰減嚴重,而且失真大,表現為碼間串擾比較明顯。

同軸確實牛,我們團隊曾經做到過4096QAM的調製,非常屌的- -


同軸線和普通電源線的傳輸原理不同,同軸線是雙導體結構,外面那個圈圈嚴格來說不能只叫屏蔽層,那個也是傳輸結構的一部分。

白色的填充物那就是為了支撐啊,而且其材料對電磁波能量影響非常嚴重,主要的傳輸損壞就是因為這層介質的存在。

另外,不知道你的要求傳輸的功率有多大,大功率用波導,不過1Ghz的波導不小- -。 小功率用同軸就行了, 這麼低的頻率用微帶線不是很好,不過有文獻說過,你試試也行,好像VSRW可以到3


我自己實驗的時候20M的信號在20cm的導線上傳播會有些問題。
雙絞線有能在600M工作的,比如乙太網線。 http://zh.m.wikipedia.org/wiki/CAT-7
你這個頻段的電磁波是微波範疇的,你可能需要的不是導線,而是波導?
(非專業,歡迎指證)


我記得零幾年的寬頻就是用電話線吧,出口加個model(貓)解調,再接到電腦上。不用,被淘汰是有很多原因的。比如電話線的帶寬窄,傳輸速率低(網速慢到爆,那會兒下個東西最快也才五六十KB),損耗高等。具體的還得看大神


謝邀。
理論上的直流電在到導線中傳輸是電流是在整個橫截面均勻分布;導線傳輸交流電,導線中出現自感電動勢抵抗電流的通過,將出現趨膚效應,頻率越高,趨膚效應越明顯,這等同於的減小了電流傳輸的橫截面積,導線的有效電阻將急劇增大。要想傳輸高頻電流,就需要增加傳輸的橫截面積,就要選擇磁導率和電導率都較低的導體,增加趨膚效應的深度,或將多股絕緣線絞合以增加電流的傳輸橫截面積,但是傳輸電能的電導率一般較高,所以基本不大會用電線來傳輸高頻信號。就頻率分,一般高頻在3-30MHz了,而早起的模擬視頻傳輸電視信號廣泛採用VHF(甚高頻)和UHF(超高頻)兩個傳輸頻段。VHF波段範圍是30MHz——300MHz,波長為10 m ——1
m,UHF波段的頻率範圍是300MHz——3000MHz,波長為1m——0.1m,使用的就是自由空間的傳輸方式。


對這個不太懂。。


我在通信行業是做光纜、光纖的維護、架設的所以如何用電纜傳輸信號這個不懂。


我在通信行業是做營銷的,對技術接觸不多,但是我知道廣電在郊區有一種信號接入方式是和電力公司合作通過電線傳輸信號,具體如何實現的還沒有仔細了解,只能回答到這兒了。


不好意思,大一還沒有學這些……


謝邀
同軸電纜與雙絞線的區別在於價格、傳播距離和傳輸帶寬
短距離信號傳輸(百米量級內)一般採用較為便宜的四類線或五類線
中距離信號傳輸(公里量級)一般採用同軸電纜
補充:10米你為何不用無線


用普通的電線傳播高頻信號,不是說不可以,但是會存在一些麻煩的東西。第一,歐姆定律不再適用,我們研究它的時候是重新建立模型,其阻抗和感抗是和傳輸線的長度有關的。第二,高頻信號在線路中傳播有集膚效應,也就是說一個實心的電線,信號只在它表面上傳播,中間的部分完全沒有用,很浪費,所以也沒有人這麼做。


對不起,大一學生不懂這些。


高頻信號的傳輸要求進行調製解調,介紹個實例如超外差式收音機可以看看,對於電線傳輸信號,現在都是光纖了吧!


謝邀
竟然被邀請了...微波接觸的少,挑點基礎的說吧。到這個頻率,像上面說的,波長短,還記得集總電路(lumped circuit)嗎,當波長遠大於整個電路的尺寸時,電路原理學的那些歐姆基爾霍夫戴維南blabla一坨定理才管用。到了高頻,波長與器件尺寸可比擬,電線要看成是一段一段的電感電容電阻,也就是傳輸線理論,後面就得專業解說了。


謝邀,我的專業是低頻信號的傳輸,對於高頻信號不是很了解,就不在這裡獻醜了


謝邀!不懂這個!


高頻下得考慮傳輸線理論,lumped model的歐姆定律已經不適用了,需要把導線用distributed model建模。這時候導線的signal和ground之間的電容和電感不能忽略。如果你只是用兩根導線構成迴路,每一個distributed element的C和L會不一樣,這樣信號在傳遞的過程中會產生色散。同軸線的一點好處就是保證distributed C 和 L是常數,信號不會因為色散而失真。更高頻率下的波導也是類似的道理,本質上就是讓電磁波在可控的一定的模下傳播。


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