[科普中國]-平衡式傳輸線

平衡式傳輸線指傳輸線體系中的訊號線，是由兩條并行線并合而成。這種平衡電路 (Balanced Circuit ) 也稱為 "差動線對" ( Differential Pair) 或差動線 ( Differential Line) ，又稱為偶合 (Coupled) 式傳輸線。由單條訊號線所組成的傳輸線，稱為"未平衡式傳輸線" (Unbalanced Transmission Lines)。

簡介"差動線對" ( Differential Pair) 或差動線 ( Differential Line) ，又稱為偶合 (Coupled) 式傳輸線。由單條訊號線所組成的傳輸線，稱為"未平衡式傳輸線" (Unbalanced Transmission Lines)。

超短波段的傳輸線一般有兩種：平行線傳輸線和同軸電纜傳輸線（微波傳輸線有波導和微帶等） 。平行線傳輸線通常由兩根平行的導線組成。它是對稱式或平衡式的傳輸線。這種饋線損耗大，不能用于UHF頻段。同軸電纜傳輸線的兩根導線為芯線和屏蔽銅網(wǎng)，因銅網(wǎng)接地，兩根導體對地不對稱，因此叫做不對稱式或不平衡式傳輸線。同軸電纜工作頻率范圍寬，損耗小，對靜電耦合有一定的屏蔽作用，但對磁場的干擾卻無能為力。使用時切忌與有強電流的線路并行走向，也不能靠近低頻信號線路。

原理雙條式"差動線"其特性阻抗值的量，須用到TOR的兩組"取樣器"(Sampling Header)，分別產(chǎn)生兩個梯階波(Step Wave)使進入兩條訊號線中。若兩梯階波之極性相同時，則從示波器所得讀值稱為"偶模阻抗"，須再除以2始得"共模阻抗"(Zcm)。若二梯階波之極性相反時稱為"奇模阻抗"，須將讀值相減再除以2始得到"差動阻抗"。在現(xiàn)場實測時儀器的軟件將會自動計算而得到所需的Zo值1。

電源、負載和傳輸線，根據(jù)它們對地的關(guān)系，都可以分成平衡和不平衡兩類。若電源兩端與地之間的電壓大小相等，極性相反，就稱為平衡電源，否則稱為不平衡電源；與此相似，若負載兩端或傳輸線兩導體與地之間阻抗相同，則稱為平衡負載或平衡（饋線）傳輸線，否則為不平衡負載或不平衡（饋線）傳輸線。

在不平衡電源或不平衡負載之間應(yīng)當用同軸電纜連接，在平衡電源與平衡負載之間應(yīng)當用平行（饋線）傳輸線連接，這樣才能有效地傳輸電磁能，否則它們的平衡性 或不平衡性將遭到破壞而不能正常工作。為了解決這個問題，通常在中間加裝“平衡－不平衡”的轉(zhuǎn)換裝置，一般稱為平衡變換器。

二分之一波長平衡變換器

又稱“U”形平衡變換器，它用于不平衡饋線與平衡負載連接時的平衡變換，并有阻抗變換作用。

移動通信系統(tǒng)中，采用的同軸電纜通常特性阻抗為50歐，所以還必須采用適當間距的振子將折合式半波振子天線的阻抗調(diào)整到200歐左右，才能實現(xiàn)最終與主饋線50歐同軸電纜的阻抗匹配。

四分之一波長平衡-不平衡變換器

利用四分之一波長短路傳輸線終端為高頻開路的性質(zhì)實現(xiàn)天線平衡輸入端口與同軸饋線不平衡輸出端口之間的平衡-不平衡變換。

傳輸線在通信工程和電子工程中，傳輸線是一種專用電纜或者其他結(jié)構(gòu)，變頻器與電機之間有較長的傳輸線2，用于傳輸無線電頻率的交變電流，也就是說，電流的頻率高到一定程度時必須考慮它們波的性質(zhì)。傳輸線一般用于連接發(fā)送器與接收器的天線，傳輸有線電視信號，中繼電信交換中心之間的路由呼叫，計算機網(wǎng)絡(luò)連接以及高速計算機數(shù)據(jù)總線。

本文僅討論雙導體傳輸線，包含平行線（梯線）、同軸電纜、帶狀線和微帶線。一些來源認為波導管、介質(zhì)波導甚至光纖也是傳輸線，但這些線需要用其他方法來分析，所以不在此進行討論；可參見電磁波導。

傳輸線（transmission line）輸送電磁能的線狀結(jié)構(gòu)的設(shè)備。它是電信系統(tǒng)的重要組成部分，用來把載有信息的電磁波，沿著傳輸線規(guī)定的路由自一點輸送到另一點。

以橫電磁 (TEM)模的方式傳送電能和（或）電信號的導波結(jié)構(gòu)。傳輸線的特點是其橫向尺寸遠小于工作波長。主要結(jié)構(gòu)型式有平行雙導線、平行多導線、同軸線、帶狀線，以及工作于準TEM模的微帶線等，它們都可借助簡單的雙導線模型進行電路分析。各種傳輸TE模、TM模，或其混合模的波導都可認為是廣義的傳輸線。波導中電磁場沿傳播方向的分布規(guī)律與傳輸線上的電壓、電流情形相似，可用等效傳輸線的觀點分析。

音響系傳輸線統(tǒng)中各設(shè)備間連接線，其質(zhì)量會直接影響音響系統(tǒng)的音質(zhì)和聲音還原質(zhì)量。傳輸線對聲音信號的影響不僅限于直流電阻，由于分布參數(shù)、趨膚效應(yīng)、多芯線失真等因素影響，隨之而來的渦流損耗和電磁感應(yīng)會對音質(zhì)起到一定的破壞作用，導致不同頻率信號通過導線時，阻抗不盡相同，相移量也有所沒。傳輸線對聲音信號的影響取決于導體導體材質(zhì)（如銅、無氧銅、金、鋁等）、線的幾何結(jié)構(gòu)（如線徑、股數(shù)、絞合方式、導線外絕緣材料）以及線的技術(shù)工藝等多方面。在滿足使用要求的前提下，傳輸線應(yīng)盡可能短且與設(shè)備接觸良好，并注意屏蔽和抗干擾問題，盡量減少聲音信號損失（包括幅度、頻率和相位三方面損失），常用的傳輸線有音頻屏蔽線、數(shù)字線和音箱線等。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

陳紅 - 副教授 - 西南大學