高频线材简介

1、 高频线材项目讲义高频线材项目讲义 一、专业术语与解析 tmds:即最小即最小化化传输传输差分信差分信号的英文缩写。号的英文缩写。是一是一种种微分信微分信号机号机制，可以制，可以将将像素像素资资料料编码编码，并并 通通过过串列串列连连接接传输。传输内容为传输。传输内容为rgb或或ycbcr象素资料和编码控制资料。象素资料和编码控制资料。 在发送端，以在发送端，以显显卡中卡中图图形形处处理器提供的像素理器提供的像素时钟（时钟（pixel clock）为参为参考考时钟。在传输程中，时钟。在传输程中，以像以像 素素时钟时钟的速度的速度输输入到入到编码编码器的器的8bit像素資料被像素資料被变换变换成

2、成10bit的的tmds码码元，在元，在tmds通道內串列通道內串列传传 输输。在接受端，在接受端，存在一存在一个采样时钟（个采样时钟（sample clock）对输入信号进行采样，从而正确判断所接）对输入信号进行采样，从而正确判断所接 受的码元。资料码元由“受的码元。资料码元由“0”和“和“1”通过数字编码由传输电压的正负极性和大小来决定。通过数字编码由传输电压的正负极性和大小来决定。 模拟信号模拟信号信号波幅度的取值是连续的。有线电视用的同轴电缆、电脑显信号波幅度的取值是连续的。有线电视用的同轴电缆、电脑显 示器用的示器用的vga线、电话线等。线、电话线等。 模拟数据一般采用模拟信号模拟数

3、据一般采用模拟信号(analog signal)，例如用一系列连续变化的电磁波，例如用一系列连续变化的电磁波(如无线如无线 电或电视广播中的电磁波电或电视广播中的电磁波)，或电压信号，或电压信号(如电话传输中的音频电压信号如电话传输中的音频电压信号)来表示；数字数来表示；数字数 据（数字量）则采用数字据（数字量）则采用数字(digital signal)，例如用一系列断续变化的电压脉冲，例如用一系列断续变化的电压脉冲(如我们可如我们可 用恒定的正电压表示二进制数用恒定的正电压表示二进制数1，用恒定的负电压表示二进制数，用恒定的负电压表示二进制数0)，或光脉冲来表示。，或光脉冲来表示。 模拟信号

4、和数字信号之间可以相互转换：模拟信号一般通过模拟信号和数字信号之间可以相互转换：模拟信号一般通过pcm脉码调制脉码调制(pulse code modulation)方法量化为数字信号，即让模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值。方法量化为数字信号，即让模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值。 如下图：如下图： 介电常数介电常数(dielectric constant) :以绝缘体为介质形成的电容 与以空气为介质形成的电容的比值，即为该绝缘体的介电常数。 电磁波在在 介质中的传输因介电常数的原因会影响其衰减和传输速度等高频性能，因此， 此参数是线材生产监控的一个极其重要的参数。其量测方法如下

5、： 材质 介电常数 air 1 oil 2.3 pe 2.3 teflon 2.1 pvc 3.54 tpe 2.12.3 fo-pe 1.5-1.9 v v c c o o 特性阻抗特性阻抗(impedance):是是为电磁波而设立的电阻 系数,其原理仍然遵守欧姆定律,并由欧姆定律导出计算公式. 单位:欧姆（） 串音串音(cross talk)：是由传输线之間的互感及互容造成 ，通俗地说就是两 线路之间相互干扰的电磁杂讯，随着频率的升高而增强。单位：db 串音分为近端串音和远端串音。 延迟延迟(delay)：是指信号在传输线中由输入端到输出端所 需要的时间.单位：纳秒（ns) 延迟差延迟差(

6、skew)：是指不同信号线上信号到达接受端造成的时差即为 延迟差,延迟差分为对内延迟差和对间延迟差.单位：纳秒（ns) 对内延迟差对内延迟差:指同一对线内两导体之间的延迟相减之差。 对间延迟差对间延迟差:指不同线对之间的延迟相减之差。 回波损耗回波损耗(return loss):电磁波线缆或连接器传输途中反射损耗 的能量即为回波损耗，是因阻抗不稳定和不匹配造成。单位：db 衰减（衰减（attenuation):指输出功率与输入功率指输出功率与输入功率 相比损耗后剩下了多少。相比损耗后剩下了多少。单位：db 眼图：眼图：是通过实验的方法估计与调整传输系统性能时在示波器上累积而形成 的一种图形.因

7、其在示波器上看到的图表像人的眼睛,故称为“眼图”。 眼图测量是一种检测cable好坏的简易方式，一般来说，眼图合格的cable都能正 常使用，但并不一定符合规定的高频性能标准。 优优 良良 差差 二、二、高频性能测试仪器高频性能测试仪器 na/tdrna/tdr：主要厂家为安捷伦（主要厂家为安捷伦（agilent)agilent)和泰科和泰科(tek)(tek)两家两家 过去过去 na/tdr二合一二合一 tdr（时域反射仪）（时域反射仪） 现在现在 na-tdr通过在原有的网络分析通过在原有的网络分析 仪中增加了仪中增加了tdr测试模块，仪器测试模块，仪器 费用约为费用约为50多万元多万元

8、na（网络分析仪）（网络分析仪） 测试治具与软体：服务厂家有测试治具与软体：服务厂家有佳烨、厘科、上缆所。 软体只需一个（2万多元），但治具就根据线材种类不同而 不同，治具较贵，一套治具价格在5-7万元左右。 测试软体测试软体 测试治具测试治具 示波器示波器 截止到截止到2013年，高频线材种类有：年，高频线材种类有： 1.scsi 2. usb 3.ieee1394 4.vga 5.dvi 6. sata 7. lan cable 8.sas 9. hdmi 10.diiva 11.dp 12.mhl 13.whdi 13. hdbaset 14. infiniband 15. thunde

9、rbolt 三、高频线材种类三、高频线材种类 高频线的发展历程：高频线的发展历程： scsi cable(small computer system interface): 是一种用于计算机和智能设备之间（硬盘、软驱、光驱、 打印机、扫描仪等）系统级接口的独立处理器标准。 a.常用规格：12p,25p,34p,50p,68p b.高频性能：最大传输速度：5mbps;特性阻抗：10015 延迟：5ns/m max. 频率：30-200mhz 线材截面图线材截面图 插头实图（俗称：扫把头）插头实图（俗称：扫把头） usb cable：usb为universal series bus (通用序列总线

10、)的缩写,是一种串行通 讯协议(sereal protocol),它负责实体层和链接层的建立。它可以支持慢速的数据 传输，也支持快速的数字压缩影音信息。主要用于键盘、鼠标、打印机、扫瞄仪、 喇叭、摇杆、外接式光驱和硬盘、pda、mp3以及数字相机等周边连接线。 usb高频性能： usb3.0: usb 3.0采用全双工数据传输（采用全双工数据传输（lfps）。）。2对线对线 路中一对用来发送数据，另一对用来接收数据。也就路中一对用来发送数据，另一对用来接收数据。也就 是说是说usb 3.0可以同步全速地进行读写操作可以同步全速地进行读写操作,其传输速度其传输速度 是是usb2.0 的的10倍倍

11、,这也是两者之间的根本区别。这也是两者之间的根本区别。usb3.0 是应电子技术飞速展的需求而产生，是为了实现电子是应电子技术飞速展的需求而产生，是为了实现电子 设备之间庞大数据量进行快速转送。设备之间庞大数据量进行快速转送。 目前目前cable方面，插头加工问题不大，主要是线材方方面，插头加工问题不大，主要是线材方 面没几个厂家能做得很好，主要是共模阻抗很难做稳面没几个厂家能做得很好，主要是共模阻抗很难做稳 定。珠三角生产量最大，性能最稳定的是东莞清溪建定。珠三角生产量最大，性能最稳定的是东莞清溪建 玮电子。该厂家在玮电子。该厂家在usb3.0线材方面工艺上比较特别。线材方面工艺上比较特别。

12、 ieee1394 cable: ieee1394与usb功能相似，只是在传输速度上比usb2.0快，但usb3.0的出现让 其彻底失去了市场,而且其制造成本是usb的2倍以上,因此现在已经被市场淘汰. 在此就不再做详细介绍了. 已经逐渐退出市场已经逐渐退出市场 dvi cable: 已经被市场淘汰已经被市场淘汰 sata cable: lan cable 线缆国际标准为tia/eia-568-b,国内标准为yd/t 1019-2001,rg-45接口是网络设 备的标准接口.是国际标准iec603-7标准定义的8个点位的模块化插孔或插头. infiniband cable： infiniban

13、d技术不是用于一般意义上的以太网络连接的，它的主要设计目的技术不是用于一般意义上的以太网络连接的，它的主要设计目的 是针对服务器端的连接问题。主要用于交换机，路由器，主机适配器总转换线是针对服务器端的连接问题。主要用于交换机，路由器，主机适配器总转换线 缆，企业存储缆，企业存储 、高密度、高速的网络、高密度、高速的网络i/o 、多通道互连等等。、多通道互连等等。 主要规格型号有主要规格型号有sfp/sfp+、 qsfp/qsfp + 。 sfp：是：是gbic的升级版本，链接端品数量增加了一倍，但体积却减小了一半。的升级版本，链接端品数量增加了一倍，但体积却减小了一半。 传输速率传输速率14g

14、bps。 sfp+：是 ：是sfp的升级版本，传输速率达到了 的升级版本，传输速率达到了10gbps。 qsfp：四通道：四通道sfp接口，是为了满足市场对更高密度的高速可插拔解决方案的需接口，是为了满足市场对更高密度的高速可插拔解决方案的需 求而诞生的。求而诞生的。 这种这种4通道的可插拔接口传输速率达到了通道的可插拔接口传输速率达到了40gbps。 qsfp +： ：四通道 四通道sfp+接口接口,是是qsfp的升级版本，不过传输速率仍为的升级版本，不过传输速率仍为40gbps。 infiniband cable实图：实图： display port cable displayport也是

15、一种高清数字显示接也是一种高清数字显示接 口标准，可以连接电脑和显示器，也可以口标准，可以连接电脑和显示器，也可以 连接电脑和家庭影院。连接电脑和家庭影院。2006年年5月，视频月，视频 电子标准协会电子标准协会(vesa)确定了确定了1.0版标准，并版标准，并 在半年后升级到在半年后升级到1.1版，提供了对版，提供了对hdcp(高高 带宽数字内容保护带宽数字内容保护)的支持，最新版本为的支持，最新版本为1.2 版。版。 作为作为hdmi的竞争对手的竞争对手,displayport是是 免费使用的，不像免费使用的，不像hdmi那样需要高额授那样需要高额授 权费。但权费。但hdmi紧跟着推出了紧

16、跟着推出了1.4版后版后,其取其取 代代hdmi的希望越来越小。的希望越来越小。 diiva cable diiva,数字高清互动视音接口数字高清互动视音接口(digital interactive interface for video & audio)，diiva授权测试认证中心（授权测试认证中心（atc）是在国家部委、广东省和广州市等各）是在国家部委、广东省和广州市等各 级政府，和中国电子视像行业协会、中国数字家庭产业联盟的大力支持下，由级政府，和中国电子视像行业协会、中国数字家庭产业联盟的大力支持下，由 数字高清互动接口（数字高清互动接口（diiva）工作组的正式授权，于）工作组的正式

17、授权，于2010年四月在广州揭牌成年四月在广州揭牌成 立，落户国家数字家庭应用示范产业基地北亭园区。是目前全球唯一的立，落户国家数字家庭应用示范产业基地北亭园区。是目前全球唯一的diiva 授权测试认证中心。授权测试认证中心。diiva联盟成员包括长虹、海尔、海信、康佳、联盟成员包括长虹、海尔、海信、康佳、lg、熊猫、熊猫、 三星、创维、索尼、上广电、三星、创维、索尼、上广电、tcl以及凌旭，其宗旨为发展下一代家庭娱乐架以及凌旭，其宗旨为发展下一代家庭娱乐架 构。构。这是在消费电子高科技领域中国唯一的一个属于自己的创新，但前景还需这是在消费电子高科技领域中国唯一的一个属于自己的创新，但前景还需

18、 观察。观察。 diiva与与hdmi性能比较优势：性能比较优势： 1.diiva采用菊花链的连接方式，any to any数据传输方式，简而言之，就是任何 一个在diiva网络中的设备都可以互相访问。包括非压缩的音视频数据流，以 太网数据包，usb数据包 。 hdmi 1.4规范中加入了以太网的支持，也使hdmi 技术实现了以前所没有的any to any 的以太网数据报文的传输。但其非压缩的 高清视频和音频数据流还是点对点传输的，由于目前hdmi电视的高清接口数 量有限，也在一定程度上限制了其网络上连接的设备数量。 2. diiva采用了高级的电源管理技术pod(power on diiv

19、a)，就是由diiva的线缆提 供5v/1a的standby电源，这与usb相似,这一点是hdmi所没有的. 3. diiva采用数据封包传输,支持的数据格式范围广, 但hdmi采用的是tmds技术,只 能支持tmds数据. 4. diiva的线缆可以以较低的成本传输距离高达25米 ,但hdmi要想传输25米的距 离则需要3倍于diiva的线缆成本. 尽管diiva有很多优势,但因消费电 子电器还是由西方发达经济体把持,因 此要想推广其成为家庭影院的王者,取 代hdmi还是困难重重. hdbaset cable 这又是一个与这又是一个与diiva相匹敌的一个接口相匹敌的一个接口,所以在消费电子

20、领域没有永远的赢家所以在消费电子领域没有永远的赢家, 其变化速度往往让人眼花缭乱其变化速度往往让人眼花缭乱. thunderbolt cable 即雷电接口技术，是 intel 与苹果合作研发的一种新的外设接口技术，它能把 数据、视频、音频和电力的传输集合到一个单独的接口上。采用与displayport 一样的传输架构。一条雷电通道的速度可以达到每秒 10 gb（比特）每个 雷电接口都包含两条通道。同时，雷电也是双向的，这意味着它能同时传输和 接收数据。虽然在实际使用中雷电的速度只有大约每秒 8 gb，但这仍然比usb 3.0 快上许多倍，同时也能提供电源。 mhl cable 这是一个专门为

21、手机设计开发的一个高清视频接口这是一个专门为手机设计开发的一个高清视频接口,但目前还没有真正但目前还没有真正 推广推广. hdmi cable 由 sony, hitachi, thomson (rca), philips, matsushita (panasonic), toshiba 和 silicon image 开发的高清晰度多媒体接口高清晰度多媒体接口 (hdmi) 新近成为 hdtv 和消费类电 子产品市场的连接标准,也是高清视频接口的王者,目前的市场占有率处于绝对 垄断地位. hdmi的应用领域: 数字电视、等离子显示器、液晶显示器、机顶盒、dvd播放 器/复读机、音频/视频接收

22、装置、家用录象系统、高清晰度显示器、人造卫星 系统等等。 hdmi的认证 标准历程：标准历程： 2002年年 hdmi1.0 2006年年 hdmi1.3a/b 2009年年 hdmi1.4a/b 2013年年 hdmi2.0 传输速度传输速度:74.25mhz 连接器型号连接器型号: type a、b cat.1: 传输速度传输速度:74.25mhz cat.2: 传输速度传输速度: 340mhz(10.2gbps) 连接器型号连接器型号: type a、b、c 兼容以前的所有版本。兼容以前的所有版本。 cat.2: 传输速度传输速度:600mhz (18gbps) 连接器型号连接器型号:

23、type a、b、c、d、e 该版本的升级主要针对的是芯片，该版本的升级主要针对的是芯片， cable没有变化没有变化 cat.1: 传输速度传输速度:74.25mhz cat.2: 传输速度传输速度:340mhz(10.2gbps) 增加增加audio、ethernet传输通道传输通道 连接器型号连接器型号: type a、b、c、d、e hdmi基本常识：基本常识： a. hdmi年费: 标准合同:$10,000/每年+每件$0.15专利费. 低产能合同:$5,000/每年+每件$0.15专利费+每件$1美金的管理费 b. hdmi线材印字要求：鉴于目前hdmi版本已做了数次变更，线材结构

24、也有变更， 故线材印字标准已明确要求，有如下四种情况，一般依据客户要求进行印字： standard hdmi cable high speed hdmi cable standard hdmi cable with ethernet high speed hdmi cable with ethernet c. hdmi标准与安规的区别：hdmi线材的协议标准只针对线材的高频性能进行界 定，在安全性能方面只对线材的摇摆有明确的规定，其他安全性能不做评估， 故安全性能目前一般采用ul758进行界定，可用page style有ul20276、ul2835、 ul2919、ul2735、ul2854等

25、等。 d.hdmi线材结构：4p+1p+5c+aeb和5p+4c+aeb两种结构，前一种是标准hdmi线 材，后一种为增加音频通道和以太网通道的结构。 e. hdmi连接器类型：typea、b、c、d、e5种，主要是接口尺寸的变化。常见的 为typea+ typea，其他情况的组合市场使用很少。 1080i、720p、1080p、4k之间的区别：之间的区别： 目前国际上有如下几种数字电视显示格式： d1：480i格式，和ntsc模拟电视清晰度相同。 d2：480p格式，和逐行扫描dvd规格相同。 d3：1080i格式，分辨率为19201080i/50或60hz d4：720p格式，分辨率为12

26、80720p/50或60hz d5：1080p格式，分辨率为19201080p/60hz 另外国际标准电视纵横比为16：9。 欧洲和中国目前的最高格式为19201080i/50hz，美国最高为19201080p/60hz。 p为逐行扫描， i为隔行扫描，故1080p比1080i清晰度更高， 1080i与720p像素数差不多，但 清晰度720p会更好，其他情况类推。 4k电视设计解晰度为4096x2160p，这是2013年ces电子展上的奇葩，这也是hdmi2.0版问 世的主要原因。以4k电视为例，假设以美国60hz的场频为例，这样的超级电视带宽最少需 要3840 x2160 x60 x10=4

27、976640000bps即5gbps，以 4096x2160p计算则为5.31gbps,如果一条 主线再分接几台超级高清，cable可以承输，但现有的hdmi图像处理芯片就无能为力了， 因此hdmi2.0就这样问世了。 不过，目前的不过，目前的4k市场非常之小。市场非常之小。4k电视机的价格太昂贵，最低也要电视机的价格太昂贵，最低也要1万美元，万美元， 就算你买得起，就算你买得起，4k内容也不多。这种情况看上去就跟当初的内容也不多。这种情况看上去就跟当初的1080p差不多。差不多。 不过，很意外不过，很意外 的是今年乐视网推出的的是今年乐视网推出的4k超级电视受热捧，供不应求，从这一点来超级电

28、视受热捧，供不应求，从这一点来 看，超级电视将来取代现有的电视是必然的。看，超级电视将来取代现有的电视是必然的。 hdmi主要加工工序：主要加工工序： 脱外被(扎线)：扎线便于后续加工 剪外编织和铝箔：编织与铝箔一定要剪齐 割内铝箔：以前使用刀片手工割，但易伤芯线，现在有条件的都采用激光割。 扭地线：一共有5-6根地线要扭，以前常采用夹子扭，现在用机扭。 穿套管：也可以不穿套管，但高频性能常会出问题，主要看客户的质量要求。 烘套管：热风烘烤 排线：自动焊接就必须采用排线架排线。 剪齐芯线(长短适中，有利于下一步)：便于芯线脱皮 脱芯线皮：一次性完成。 镀锡：分连接器端位上锡和导体上锡两部分，自

29、动焊接必须给连接器端位上锡。 焊接：自动焊接机目前采用排线治具进行自动焊接，已比较成熟。 焊接清洁或贴美纹纸：以前常贴美纹纸，但现在也采用电动毛刷刷擦。 测试：在内外模成型前往往要进行测试以验证焊接的有效性和芯线排位的正确性 成型内模：常采用流动性较好的低密度pe以防注塑压力冲动导体和保证低介电常数 包铜箔及焊接地线：成型后需要包铜箔或装铁壳起屏蔽作用，同时焊接地线导地。 成型外模：hdmi对外型没有限制，因此厂家都喜欢在这方面大做文章，目前有 注塑和装铁外壳两种。 hdmi自动焊接机自动焊接机 到现在为止，到现在为止，hdmi自动焊接已经成熟。一台自动焊接机构成的一条流水自动焊接已经成熟。一

30、台自动焊接机构成的一条流水 线总人数为线总人数为56-60人之间。产能为人之间。产能为6k-7k pcs/天，是手工焊接的天，是手工焊接的2倍。倍。 自动焊接自动焊接 与锡渣处理与锡渣处理 芯线脱皮芯线脱皮 连接器连接器 端位上锡端位上锡 自动焊自动焊 接效果接效果 目前市场趋向于一头多用的功能。 四、高频线市场趋势分析四、高频线市场趋势分析 新的高频线接品趋向于采用现有的通用接品和电线。 a.diiva采用，网络线cat6和cat7。 b.mhl采用micro-usb的连接器。 c.hdbaset采用标准rg-45连接器，电线采用cat5和cat6 接口的优胜劣汰趋势 a. scsi已被sata取代。 b. dvi已被dp和hdmi取代。 c. ieee1394已因usb3.0的问世而被市场淘汰。 d. lan cable升级至hdbaset是势在必行。 e. dp在市场上的反应不是很强烈，主要是hdmi随着市场的变化而变化，dp 没有虚空点可钻。已成气侯的hdmi与时俱进，恐怕很难被取代。 f. diiva因其注重点与hdmi有一定的差异，但西方经济体的强大让国产的 diiva实际上也举步维艰。其前景还需密切关注。 g. usb横跨pc和ce领域，其与hdmi没有主要冲突点，因此其生存空间仍然 非常巨大。usb3.0的问世让其更加的光芒四射。 值得开发的高频值得开发的高频