趨膚效應

介紹傳輸線理論的文章常常重點關注圖4.14的中心區域，位于RC區和趨膚效應區之間。在這個中心區域，電纜衰減隨頻率的變化是平坦的，不存在相位失真，而且特性阻抗也是平坦的，在這個區域，電纜看起來是理想狀態。在實際情況中，即使這個理想的工作區域存在，也是在很窄的范圍以內。

在趨膚效應區，電纜的長度減少一半會使它的頻率響應有4倍的改善。這是因為衰減與電阻和長度之積成正比。當我們減少一半的長度，衰減也將減少一半。當我們把頻率增加4倍時，衰減則增加兩倍。

對于普通的數字傳輸線，總電阻限制在式（）的條件之內就仍然可以使用，但阻抗呈現出隨頻率而變化的特性。以數字轉折頻率點的趨膚效應電阻代入式（），會得到一個保守的精確結果。堅持這一準則，我們的傳輸電路總是會工作得很好，實際通過的上升沿將不會失真。

長距離的數字傳輸系統，采用的數據接收器比通常的TTL電路具有更大的電壓容限，可以容忍大于0.2DB的損耗。損耗預算越大，可以使電路的工作距離越長。

采用式（）直接算出數字轉折頻率處的預期損耗。在前式中加入趨膚效應電阻式（）作為R項。

在數字轉折頻率處限定損耗不超過0.5DB，可以使每個上升沿的95%的幅值都能通過。如果能夠容忍一定程度的上升時間劣化，那么當計算0.5DB損耗的限定時，可以使用其轉折頻率值來算出到達接收器時所希望的信號上升時間。

長距離通信的另一個技巧是使數據編碼具有相同數量的1和0，然后讓它通過一個交流耦合網絡。這個交流耦合的網絡去除了數字信號中由驅動器產生的任何直流偏置分量。其結果是波形的高電平和低電平偏移相等。這個信號的接收器應該具有一個精確的過零決門限。這一方法能夠容忍更大數量的衰減。

限制了連續1或0的最大數目的傳輸編碼還能夠容忍更大一些的衰減。圖4.15舉例說明了對于一個編碼長度受限的系統，最壞情形下的碼型。在A點，數據發送器開始傳輸一長串連續的1。在B點該長電纜的有限頻率響應已經上升到一個最大值。在C點，這個小的數據脈沖通過，該數據脈沖的有效效率是FCLK/2，而整個數據碼型的有效頻率為FCLK/4N。如果這個電纜在FCLK/2處的頻率響應幅值是在FCLK/4處幅值的一半，那么C點脈沖決不可能超過零點門限，而接收器也無法檢測到它。

一個良好的習慣做法是，保證電纜足夠短，以使一個編碼長度受限系統相應的頻率響應之比大于7：10：

超出這個距離限制，就需要采用模擬信號的均衡方式。

3、趨膚效應區內的傳輸線阻抗

一旦越過臨界頻率R/L，WL項隨W呈線性增長，而R（W）項因趨膚效應項也會與W1/2成正比增長。R（W）項相對于WL值一直很小，因此由式（）給出的阻抗值仍然固定在（L/C）1/2。傳輸線的輸入阻抗受趨膚效應的影響并不大