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再談lvds排線之特性阻抗
- 作者: 阿勇
- 來源: 鑫美特FFC排線
- 日期 : 2022-06-02
LVDS排線之特性阻抗只是針對高頻信號而言的，對于低頻信號是不存在特性阻抗的。
在這里我必須要強調一下傳輸線理論基礎，簡單述說一下：如果傳輸線上傳輸的信號是低頻信號，假設是1KHZ，信號的波長就是300公里（這里假設信號速度等同于光速），這樣即使傳輸線的長度有1米長或更長，相對于信號的波長來說，還是很短的，對信號而言，此傳輸線可以看成是短路，傳輸線對信號的影響微乎其微。但是，對于高速信號而言，假設信號頻率提高到300MHZ，波長就減少到1米，這時候1米的傳輸線與信號的波長已經完全可以比較，信號在傳輸線上就會存在波動效應，在傳輸線上不同點上的電壓電流就會不同。因此，在這種情況下，就不能忽略傳輸線對信號造成的影響，傳輸線相對信號來說就是一段長線，在應用中我們要用長線傳輸的理論來解決問題，特別是高頻信號時，傳輸線理論非常重要。
特性阻抗是對于高頻信號而言的，屬于長線傳輸中的一個概念，一般現在數字電視信號都是高頻信號，因此lvds排線的特性阻抗是存在的，也是必須要管控的。比如8K電視信號在lvds排線傳輸過程中，在信號到達的一個點，傳輸線與參考平面之間會形成電場，因電場的存在，在這個點會產生一個瞬間的小電流，這個瞬間的小電流在lvds排線的每一點都是存在的。同時信號也存在一定的電壓，這樣在信號傳輸過程中，lvds排線每一個點會等效成一個電阻，這個電阻就是我們提到的傳輸線的特性阻抗。
lvds特性阻抗是由排線導體規格（厚度與寬）、導體間距、絕緣膜材質及厚度有關，與長度無關,如果測試的頻率大于1MHz,特性阻抗與頻率幾乎無關 。經過一系列比較復雜的算式得出特性阻抗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。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(Ω)，但此“歐姆”非彼“歐姆”。特性阻抗是薇電阻 R0 暨“分布參數（電感與電容）”彼此“感應作用”的一個等效值，它被用來簡要地衡量和描述導體介質的傳輸特性，且不隨“均勻”傳輸線的長度改變而發生變化，。而電阻是與傳輸線的長度密切相關的一個參數，傳輸線越長，電阻值通常也越大。
那么特性阻抗是越大越好還是越小越好呢？其實特性阻抗大小合適就好，而且特性阻抗最關鍵的是波動幅度要控制足夠小。特性阻抗對線纜小白來說可能不好理解，為了方便大家理解，我們舉一個類比的例子來加以說明。一條道路，如果非常平整，則我們就說它的平整度(特性阻抗)很高(亦即阻抗連續性好)；如果出現坑洼不平，我們就說他的平整度差(阻抗不連續)。如果前面路斷了(斷頭路)，則車輛行人只能掉頭回來(斷頭相當于電纜開路，阻抗突變為無窮大)。如果路面坑洼顛簸得很厲害，則底盤低的轎車就會放棄前行掉頭返回(阻抗突變導致信號產生回波)。由此可以幫助理解：阻抗越連續(平順)，則信號回波越少。反之，回波越大，則阻抗越不連續(路面不平整順)。所以，通過測量回波，我們就可以了解路面的質量(電纜的阻抗連續性)。
因此lvds的特性阻抗的大小是使用方的工程師根據線纜的傳輸需求設計一個需求值，一般是來說有點是90Ω，有的選100Ω。當然也有寫其他排線甲方選50Ω，根據實際需求而定。不過總而言之，不管選擇哪一個中心值，需求方都要求我們FFC排線生產廠家將特性阻抗波動值控制在±15%，嚴格一些控制在±10%，甚至±5%以內，只有波動足夠小，lvds排線的傳輸信號才越平穩，信號連續性、圖像清晰度才越好。
下面我們以幾條實際lvds排線來說明特性阻抗的波動幅度。
（1）以0.5x51x182A單面貼一體材的這款lvds排線舉例：
這款lvds排線長度只有182mm，但是有三個折角，而這每個折角處是特性阻抗的一個波動處，以測試結果圖說明之：
由此可見，在排線的折角處還是有一定的變大貨變小，說明彎折處對特性阻抗有影響，但是它特性阻抗最大值93.95Ω，最小值86.73Ω，波動范圍較小，小于5%的波動幅度，效果是非常好的。
（2）0.5x51x1005A單面后貼吸波材 lvds排線舉例：
這款lvds排線長度有1005mm長，但是有三個折角，而這每個折角處是特性阻抗的一個波動處，以測試結果圖說明之：
這款lvds排線特性阻抗最大98.62Ω，最小90.08Ω，波動范圍在10%以內，算比較不錯的。
在這里我必須要強調一下傳輸線理論基礎，簡單述說一下：如果傳輸線上傳輸的信號是低頻信號，假設是1KHZ，信號的波長就是300公里（這里假設信號速度等同于光速），這樣即使傳輸線的長度有1米長或更長，相對于信號的波長來說，還是很短的，對信號而言，此傳輸線可以看成是短路，傳輸線對信號的影響微乎其微。但是，對于高速信號而言，假設信號頻率提高到300MHZ，波長就減少到1米，這時候1米的傳輸線與信號的波長已經完全可以比較，信號在傳輸線上就會存在波動效應，在傳輸線上不同點上的電壓電流就會不同。因此，在這種情況下，就不能忽略傳輸線對信號造成的影響，傳輸線相對信號來說就是一段長線，在應用中我們要用長線傳輸的理論來解決問題，特別是高頻信號時，傳輸線理論非常重要。
特性阻抗是對于高頻信號而言的，屬于長線傳輸中的一個概念，一般現在數字電視信號都是高頻信號，因此lvds排線的特性阻抗是存在的，也是必須要管控的。比如8K電視信號在lvds排線傳輸過程中，在信號到達的一個點，傳輸線與參考平面之間會形成電場，因電場的存在，在這個點會產生一個瞬間的小電流，這個瞬間的小電流在lvds排線的每一點都是存在的。同時信號也存在一定的電壓，這樣在信號傳輸過程中，lvds排線每一個點會等效成一個電阻，這個電阻就是我們提到的傳輸線的特性阻抗。
lvds特性阻抗是由排線導體規格（厚度與寬）、導體間距、絕緣膜材質及厚度有關，與長度無關,如果測試的頻率大于1MHz,特性阻抗與頻率幾乎無關 。經過一系列比較復雜的算式得出特性阻抗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。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(Ω)，但此“歐姆”非彼“歐姆”。特性阻抗是薇電阻 R0 暨“分布參數（電感與電容）”彼此“感應作用”的一個等效值，它被用來簡要地衡量和描述導體介質的傳輸特性，且不隨“均勻”傳輸線的長度改變而發生變化，。而電阻是與傳輸線的長度密切相關的一個參數，傳輸線越長，電阻值通常也越大。
那么特性阻抗是越大越好還是越小越好呢？其實特性阻抗大小合適就好，而且特性阻抗最關鍵的是波動幅度要控制足夠小。特性阻抗對線纜小白來說可能不好理解，為了方便大家理解，我們舉一個類比的例子來加以說明。一條道路，如果非常平整，則我們就說它的平整度(特性阻抗)很高(亦即阻抗連續性好)；如果出現坑洼不平，我們就說他的平整度差(阻抗不連續)。如果前面路斷了(斷頭路)，則車輛行人只能掉頭回來(斷頭相當于電纜開路，阻抗突變為無窮大)。如果路面坑洼顛簸得很厲害，則底盤低的轎車就會放棄前行掉頭返回(阻抗突變導致信號產生回波)。由此可以幫助理解：阻抗越連續(平順)，則信號回波越少。反之，回波越大，則阻抗越不連續(路面不平整順)。所以，通過測量回波，我們就可以了解路面的質量(電纜的阻抗連續性)。
因此lvds的特性阻抗的大小是使用方的工程師根據線纜的傳輸需求設計一個需求值，一般是來說有點是90Ω，有的選100Ω。當然也有寫其他排線甲方選50Ω，根據實際需求而定。不過總而言之，不管選擇哪一個中心值，需求方都要求我們FFC排線生產廠家將特性阻抗波動值控制在±15%，嚴格一些控制在±10%，甚至±5%以內，只有波動足夠小，lvds排線的傳輸信號才越平穩，信號連續性、圖像清晰度才越好。
下面我們以幾條實際lvds排線來說明特性阻抗的波動幅度。
（1）以0.5x51x182A單面貼一體材的這款lvds排線舉例：
這款lvds排線長度只有182mm，但是有三個折角，而這每個折角處是特性阻抗的一個波動處，以測試結果圖說明之：
由此可見，在排線的折角處還是有一定的變大貨變小，說明彎折處對特性阻抗有影響，但是它特性阻抗最大值93.95Ω，最小值86.73Ω，波動范圍較小，小于5%的波動幅度，效果是非常好的。
（2）0.5x51x1005A單面后貼吸波材 lvds排線舉例：
這款lvds排線長度有1005mm長，但是有三個折角，而這每個折角處是特性阻抗的一個波動處，以測試結果圖說明之：
這款lvds排線特性阻抗最大98.62Ω，最小90.08Ω，波動范圍在10%以內，算比較不錯的。
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