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第1章：電線電纜概論,一.電線(纜)生產流程(簡示圖):,絕緣體PVC,PP,PE等,導體絞線,單銅,裸銅,鍍錫銅等,2,芯線押出,電子線,屏蔽,小外被押出,小外被押出,絞合,外被押出,屏蔽,外被押出,外被押出,有屏蔽之多芯線或復合線(成品),成品,隔離線同軸線,多芯無絞合電纜線如電話線20251,無屏蔽多芯電纜線,屏蔽,8,說明4、6、10：屏蔽分(a)鋁箔麥拉(b)纏繞(c)編織等,3,A,B,4,6,7,5,9,10,11,12,C,D,E,二.電線制造工序流程圖:,單支導體絞合芯線押出絞合屏蔽外被押出膠料膠料,三.伸線（導體）制作流程圖:,名詞解釋：1.SCR(SouthWireContinuumCastingRed)美國南方電線(專利)連續鑄造方法之銅條2.無氧銅(Oxygen-Freeelectrolyticcopper)不易受氫化、含量(氧)50PPM，以下簡稱O.F.C3.鍍錫銅：銅線表面鍍錫以增加接著性及保護銅導體于PVC或Rub不受侵蝕。4.軟銅線：硬銅線加熱除去冷加工所產生之殘余應力而成，富柔軟性及彎曲線且有較高導電率。5.銅包鋼線：較硬線具有更高之抗張強度，在高山地帶及跨越河流等須較長距離時作為架空線用依其銅厚度，一般分為導電率30%及40%兩種。6.導電率：200C時長度1米截面積1mm2之標准軟銅線之電阻為1/58歐姆(0.01724)為基准稱為100%導電率，電阻愈大，則導電率愈低。,7.導體電阻：與長度成正比，與截面積成反比，隨溫度升高而電阻增大。R=*L/A為導體之電阻系數8.各種導體特性導電系數以銅為標准(100%),導體結構分類：分為(一)Solid單(實)心線(二)Stranded絞線絞距：每旋轉一次之距離，標准可查ULStandard758page26,9.銅絞線結構名詞：1）左絞：又稱Z絞(如右圖）2）右絞：又名S絞（如右圖）3）T.T.C：先絞后鍍線4）束絞：一次性絞線5）復絞：又名層心絞6）A.W.G.：Americanwireguage(美國線規),Z絞向,S絞向,A(截面積)=nd2(用英制計算)=圓密爾=cmilA(截面積)=0.7854(用公制計算)=mm21mm=39.37mil密爾1inch=1000milCmil=Circularmil可查表ULStandard758Sectionpage26A,四、絕緣材料,1.芯線料類：Rubber(橡膠)：NaturalRubber(NR)天然橡膠Styrene-ButadieneRubber(SBR)苯化橡膠ButylRubber(IIR)(BR)丁基合成橡膠EthyleneVinylAcetate(EVA)醋酸纖維SiliconeRubber(QR)硅橡膠ChloropreneRubber(GR)(PGP)ChlorosulfonatedPolyethyleneRubber(CSP)氯丁橡膠熱可塑性塑膠Thermoplastics1）.PolyVinylchloride(PVC)聚氯乙烯2）Semi-RigidPVC(SR-PVC)半硬質PVC3）PolyethylenePE聚乙烯分HighDensityPE：0.9410.959g/cm3高密度PELowDensityPE：0.9100.925g/cm3低密度PE,4）Crosslinkpolyethylene(XLPE)架橋PE5）Foam-polyethylene發泡PE(Cellular發泡)6）Polypropylene：PP聚丙烯7）Foampolyproylene：發泡PP8）Polyamide(Nylon)：尼龍9）Polyester：特多龍氟化物類FluorocarbonPolymers(碳化氟物)(鐵氟龍)1）Polytetrafluoroethylene(FTFE)聚氟四化乙烯2）FluorinatedEthylenepropylene(FEP)六氟化丙烯3）Chlorotrifluoroethylene(CTFE)三氟氯乙烯4）PolyVinylideneFluoride(PVDF)聚偏二氟乙烯5）Foam-FEP發泡六氟化丙烯6）Foam-PTFE發泡聚四化乙烯PolyurethanesPU聚胺基甲酸酯其他：非電線絕緣材料PolystyrenePS聚苯乙烯HighImpactPolystyrene高沖擊聚苯乙烯Acrylonitrile/Butadiene/StyreneterpolymerABS苯乙烯/丁二烯/丙烯睛三聚合體,PVC膠料1）PVC構成：PVC粉：主體一般常用S60、S65、S70可塑劑：主要目的在調整軟硬度，提高耐寒絕緣等作用填充劑：目的在增強加熱，光之安全性，及絕緣性改質劑：依特性要求而添加安定劑：抑制PVC內之少量游離Cl-分解防火劑：增強耐燃性染顏料：顏色調配2）PVC硬度：一般常以ShoreA表示之3）PVC移行性：移行說明及移性測試4）PVC之耐燃測試塑膠(Plastic)ULStandard94例如：94-HB、94V-0電線ULStandard758例如：水平、垂直分VW-1等塑膠之燃燒試驗(錳別法)(僅供參考),五、絞合、屏蔽,A絞合定義：1.絞合定義：多條導體(或芯線)按一定規則絞合一起制成截面積較大的導體(或多股芯線集合一起)意義：增加導體的柔軟性，保証結構穩定性絞向：左絞(Z絞)右絞(S絞)形式：a.同心絞，b.復絞c.束絞2.遮蔽1).鋁箔隔離：重疊率25%以上,地線與鋁箔面完全接觸。2).纏繞：密度K=(nd/Psin)*100%n-纏繞條數d-銅絲線徑P-纏繞節距-纏繞鈄角度（相對線材中心軸而言）其中：sin=D/D2+P2D-為層內徑3.編織：(通常有16錠編織機和24錠編織機)(a)編織遮蔽率=(2F-F2)*100%F=NCd/(25.4*sin)sin=2(D+2d)*P/(25.4*C)其中：C-代表錠數，16或24P-表示節距N-代表編織條數-表示編織目數d-代表編織銅線線徑D-表示編織線徑,六、電線（纜）分類,1.單芯線（電子線類）：Singleconductivewire或稱Hook-upwire，如UL1007、UL1061、UL1015即由導體與絕緣體兩部份合成。,2.Multi-conductorcable多芯電纜線由2條或2條以上的芯線組成的復合線，如：UL2464等。3.Shieldedwire隔離線，如UL1185、UL15334.Coaxialcable同軸線，如UL1354、或RGTYPE內部導體與外部導體構成一個回路線，一般常用有50，及75兩種。5.電纜線的形狀a.ROUND：圓形(一般常見)(有smooth,stripe,gear)b.FLAT：扁平c.OVAL：橢圓d.RIBBON：并線或排線e.OTHER：如2并、3并等,（一）、依結構分：,（二）、依用途分：1.電(動)力電纜：電力供輸用(不作介紹)2.控制電纜：一般工廠、變電所用(不作介紹),3.電源線：連接設備與電源之線(簡述)如：SPT-1、SPT-2、SPT-3、SVT、SJTSPT-1：2平行線、18AWG、300V、地線OpctionSPT-2：與SPT-1相同，但絕緣較厚1618AWGSPT-3：使用300V、絕緣厚度更厚1018AWG，常見冷氣機電源線SVT：絕緣，外被皆為塑膠可加一條地線依溫度等級分600C、750C、900C、1050C1718AWGSJT：1018AWG，導體24芯，電壓300VSJT0：0代表外被用耐油PVCVDE：電源線4.通信設備線(電腦周邊用線為我公司主要產品)Computercable（電腦線）：UL2464，IEEE-488等Monitorcable（顯示器線）：UL2919，2990，20276等Printercable（印表機線）：UL20276(IE1284)，UL2464等Scannercable（掃描儀用線）：UL20276(121/2Pairs)Telephonecable（電話線）：UL20251Keyboardcable（鍵盤線）：UL2960Mousecable（鼠標線）：UL2835USBcable：UL20276，UL2725Firecable：UL20379(IEEE1394)DVIHDMIcable（數字視頻線）：如UL20276Lancable（局域網絡線）：Category5等CATVcable（有線電視線）：公用電視同軸線，如RGTYPESerialATACable(高速數據線）：UL21149,備注:1.電纜線的UL的線種依其結構等可選擇多種UL之Style(本章見UL或CSA解說)2.用途：每種線有其結構及特性要求。,七.UL、CSA知識說明,1.防火等級說明：VW-1完成品燃燒試驗VW-1S僅作芯線燃燒試驗VW-1SC完成品及芯線各作燃燒試驗,2.印字規定(舉例說明）,注:(1)ApplianceWiringMaterial=AWM(2)I/III=internaluse(內部連接線)II=externaluse(外部連接線)A=electronics電子類產品B=Appliances電機類產品,3.ClassI：Insulation厚度并無規定，且外被無硬度要求(optional)ClassII：Insulation厚度并無規定，但必須有外被，且外被厚度至少為0.38mm，并依完成外徑大小依標准規定遞增。,4.印字要求(CSA要求)1）.電線完成品外徑大于1.3mm，則必須有標准內容之印字-2）.印字必須函蓋整卷或整軸電線，且其間隔不得大于1米-3）.印字方式包括：油墨、凹印等均可4）.印字內容包括下列內容申請者名稱申請者檔案號碼或注冊商標名CSA或CSA標志AWMClass即I或I/II(Class字不能出現)Group即A或B或A/B溫度等級電壓等級耐燃等級,5.Tag(產品包裝印字要求)標准要求，每一卷或每一軸電線必須清楚標示下列資料。申請者名稱或其他可認可之標示，如CSA檔案號碼等產品制造日期，至少至年、月電線大小規格(AWGSIZE或Kcmil)，若為多芯電纜，則必須標示芯線數若不是使用一般銅作為導體材質，則必須標示其導體材質。,絕緣層，外被之厚度溫度、電壓、燃燒等級警告標語，或用途“Limiteduseforinternalwiringofelectronicequipmentandappliance”,第2章：常見線材介紹,一、USB線介紹,USB全名為UniversalSerialBus，其意思為通用序列匯流排。為了使終端使用者能簡化電腦周邊配備連接與規划的過程，所以有USB線材的產生，以下將從不同的角度來介紹USB線材。,1.USB的主要特性經濟性：USB提供低價位的連接周邊裝置方案，一次最多可以連結127個裝置。熱插拔及Plug&Play的功能線纜自帶供電功能免除系統資源需求：USB裝置不需要記憶體或輸出入位址空間(DMA)以及IRQ線。錯誤偵測與復原功能節省能源支援四種傳輸：巨量、即時、中斷及控制傳輸。2.USB線纜結構：USB之纜線，包含一對信號線(白D-、綠D+)，有一對電源線(紅VBUS、黑Gnd)共四條導體線，其橫切面如下圖所示，其中以鋁箔和編織為其遮蔽：,電源線(紅為VBUS、黑為Gnd),外層絕緣體,編織,鋁箔,信號線(白為D-、綠為D+)(建議使用PP或PE材值之絕緣芯線),3.USB線的分類：其構造依結構用途的不同分類詳述如下：對FullSpeedCable而言,必須有:1.一對對絞之28AWG訊號線(D+及D-)2.一對不用對絞的2028AWG電源線3.65%以上之金屬遮蔽。對LowSpeedCable而言,必須有:1.一對不用對絞之28AWG訊號線(D+及D-)2.一對不用對絞的2028AWG電源線。對HighSpeedCable而言，必須有：一對對絞之28AWG訊號線(D+及D-)2.一對不用對絞的2028AWG電源線3.85%以上之金屬遮蔽。其中依USB版次劃分，目前有1.1版和2.0版之分，LowSpeedCable與FullspeedCable歸屬於1.1版；HighSpeedCable歸屬於2.0版；FullSpeedCable除了必須符合FullSpeed規格外，也必須符合LowSpeed規格(但是PropagationDelay傳播延遲除外)LowSpeedCable只需要符合LowSpeed規格。FullSpeedCable可用于FullSpeedDevice及LowSpeedDevice但LowSpeedCable僅可用于LowSpeedDevice。而HighSpeedCable則既符合FullSpeedCable,又符合LowSpeedCable規格；4.USB線材電氣特性：1）USB1.1版要求電氣特性：,二、IEEE1394-1995介紹,1.IEEE1394、Firewire及ilink三者有何不同?三者皆是指相同的技朮，原名為firewire是IEEE1394的前身，主要是Apple電腦于1986年針對高速傳輸所發展的一項傳輸介面，并于1995年獲得美國電機電子工程師協會認可成為正式新標准。而iLink則是由日本SONY公司對于該項技朮之稱呼，目前在PC產業市場常稱之為IEEE1394，而家電業界則多稱為iLink，在MAC族群則以最早的Firewire稱之，目前傳輸速度皆為400Mbps,未來最快可達到3.2Gbps。2.IEEE1394由來IEEE1394字條解譯IEEE:InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,Inc.的縮寫。全名為電機電子工程學協會，該協會是目前世界最大的技朮專業人員社團，且已超過320,000名會員，其主要的任務在于制訂電機電子業相關標准。1394：此數字系指該技朮于電機電子工程協會之編號。3.IEEE1394基本介紹早期蘋果電腦原先開發出1394的介面是希望用于儲存設備之應用，其介面稱之為Firewire，1995年電機電子工程協會正式將其介面制訂為業界標准，同時發展消費性電子與資訊領域之結合共通介面，因此IEEE1394的應用領域函蓋資訊家電與電腦周邊，由于傳輸速度快慢一向是影響電腦周邊與電腦相連時的訊號傳輸效率的主要的因素，傳輸介面的速度愈快，就愈能夠提供給資料傳輸量大的周邊產品足夠頻寬。例如掃描器、數位攝錄放影機、數位相機等等，愈是資料傳輸量大的裝置，愈是須高速傳輸介面才能確保執行效率。IEEE1394具有自動設定拓扑的連接功能，主要采用樹狀的結構，每一個網路，都可以直接連接63台設備，在一個系統中最多可同時連結1,023個匯流排，而且每個節點可以自動取得ID，在構成的網路上，只要有任何一個新的裝置加入,該裝置即會自動取得一辨認碼，如此將可節省定址的工作。IEEE1394的點對點(PeertoPeer)的傳輸模式傳送資料，使周邊與周邊之間，不需要透過個人電腦主機，即可進行串接及資料傳輸。4.IEEE1394的特性1）點對點(PeertoPeer)的傳輸模式，不需透過電腦，即可串接及傳輸。2）高速資料傳輸速率每秒可達400MB。3）支援熱插拔(Hotplug)及隨插即用(PlugandPlay)。,4）介面具有高速性及即時性，可以支援同步與非同步資料傳輸。5）可同時連接消費性電子及電腦周邊，最多支援63個節點的串連。5.IEEE13941995Cable電氣特性要求(a)Impedance:atTDR110+/-6OHM(b)Attenuation(dB)maxat100Mhz2.3at200Mhz3.2at400Mhz5.8(c)Propagationdelaymax:5.05ns/M(d)Delayskewmax:400Ps(e)Crosstalkfrom1Mhzto75Mhzat26dB,三、DVI線介紹,1.DVI的由來：DVI顧名思義(DigitalVisualInterface)為數字視頻界面的縮寫，也就是連接電腦主機端(Host)及數位及類比顯示器(Display)的界面，因此DVI相關的組裝線,將是非常有彈性的,任何使用傳統模擬的Display界面，如VGA(視頻圖象陣列)或是數字顯示器的界面都可以共容，以(DVI線的用途頁之)圖-1為例，右邊是連接到傳統的模擬CRT(陰極射線管)螢幕，此界面稱為DVI-A(DVI-Analog)，同時左邊是連接到數字的LCD(液晶顯示器)面板，因此，這界面是DVI-D(DVI-Digital)從圖-1可看出，這是兩對TMDS(終端管理系統)Link數字介面。2.DVI組裝線的分類Molex公司把所有的相關之界面整合起來，可以很清楚的看到所有目前DVI線裝線的組合，相關的組裝長度分為三種組合，分別為2米，3米，5米。從主機端來看DVI界面，可分為三種應用：DVI-A(DVI-Analog)模擬專用，可搭配VGA及P&D(Plug&Display即插即用及顯示器)。,DVI-D(DVI-Digital)數字專用，可搭配P&D及DEP(數字平面顯示器，DigitalFlatPanel)接頭數字界面。DVI-I(DVI-IntegratedorDVI-Analog/Digital)整合型，可以數字模擬共用。,3.DVI的規范目前為止，其于DDWG對于DVIRevision1.0版規范中對于數位TMDS(TransitionMinimizedDifferentialSignaling就是最小變異差分信號的縮寫)差分傳輸的DVI組裝沒有強制而公開規范。,4.DVICable的結構分類,DVICable,DVII模擬與數字信號共存傳輸,DVIA模擬信號傳輸,DVID,DualLink,(數字信號傳輸),SingleLink,DVII結構:如圖1DVIA結構:如圖2DVID(DualLink)結構:如圖3DVID(SingleLink)結構:如圖4,5.電氣特性模擬信號的要求如下表,數字信號,6.DVI的用途：,四、SATA介紹,1.SerialATA的發展由來SATA是SerialAdvanceTechnologyAttachment的縮寫，意為優秀的串聯傳輸技術產品。SerialATA主要由APT、Dell、IBM、Intel、Maxtor、Quantum及Seagate七家公司發起，2000年春季，正式在Intel的IDF對外宣佈成立SerialATA協會。到了2001/08/29，在Intel的IDF裡發表SerialATA1.0的規範，規範明定以1.5Gb/s為最初的傳輸速度。許多參與者也預計於2002年中期開始生產SerialATA介面相關的產品。目前已開始廣泛應用於電腦硬碟數據傳輸，全球各大硬盤廠商已積極投入此種介面的硬盤生產。2.SerialATA優勢：與硬盤早期使用的ParallelATA介面相比，SerialATA的優勢如下：1）低電壓訊號位準：SerialATA的位準電壓為Differential500mV，相較於ParallelATA的5Volt，更符合PC工業的要求，且耗能上也極具優勢。2）腳位數的優勢：SerialATA的接頭包含一組7Pin的訊號接腳及另一組15Pin的電源接腳。兩組接腳可以分開而成為各自獨立的接頭，因此，除了整體變小外，變換空間也較大。3）訊號線結構：SerialATA的訊號線使用長度限制為1m，因為只有兩對訊號線，所以在空間上，遠優於ParallelATA的扁平寬排線，使機殼朝更小化設計更加容易。,4）速度上的優勢：ParallelATA的傳輸速度很難再往上提昇，但對SerialATA而言，目前的150MB/s只是初期版本的設計，將來將朝300MB/s及600MB/s邁進。,5）結論：SerialATA的未來，無庸置疑地，將隨著所搭配的chipset的價格降低而漸漸為市場所接受，且可以預見的將來，將取代UltraATA乃至於UltraSCSI的角色。,3.SerialATACable高频量测规范1)差模阻抗(differentialImpedance):10010ohm(TDRDifferential70psrisetime)2).共模阻抗（CommonImpedance）:2540ohm(TDRCommon70psrisetime)3)连接器阻抗（ConnectorImpedance）:10015ohm(TDRDifferential70psrisetime)4、,4)线对间匹配阻抗（Cablepairmatchingimpedance）:(max)5ohm(TDRsingle-ended70psrisetime)5).衰减（Attenuation）:(min)-6dBNA:104500MHz6)近端串音（Near-endCrosstalk）：-26dB(max)NA:104500MH7)差分对内延迟差（IntraPairskew）:(max)10ps(TDR/TDTDifferentialmode),五、HDMI線纜介紹,1.什麼是HDMI？HDMI是HighDefinitionMultimediaInterface的縮寫，意為高清晰多媒體介面，是一種原創的、未經壓縮的、完全數字型的音/視頻傳輸介面。HDMI直接用於音/視頻信號設備連接傳輸，比如機頂盒、DVD播放器、A/V接收機及A/V顯示器設備。像數字電視機。HDMI支持普通的、加強型的、及高清晰視頻信號傳輸，和多聲道數字音響或多路數字視頻信號傳輸。,2.國際知名公司主推HDMI介面HitachiMatsushitaElectricIndustrial(Panasonic)PhilipsSonyThomson(RCA)ToshibaIntel,3.HDMI介面的優點1）Superior,uncompresseddigitalvideoandaudioquality高品質的、不須壓縮的數字視頻畫面和音質2）Simple,user-friendlyconnectorthatreplacesthemazeofcablingbehindtheentertainmentcenter簡單易用的迷你型接口介面3）Integratedremotecontrol集遙控功能4）Apopularinterfaceenablingthetran