趋肤效应

介绍传输线理论的文章常常重点关注图4.14的中心区域，位于RC区和趋肤效应区之间。在这个中心区域，电缆衰减随频率的变化是平坦的，不存在相位失真，而且特性阻抗也是平坦的，在这个区域，电缆看起来是理想状态。在实际情况中，即使这个理想的工作区域存在，也是在很窄的范围以内。

在趋肤效应区，电缆的长度减少一半会使它的频率响应有4倍的改善。这是因为衰减与电阻和长度之积成正比。当我们减少一半的长度，衰减也将减少一半。当我们把频率增加4倍时，衰减则增加两倍。

对于普通的数字传输线，总电阻限制在式（）的条件之内就仍然可以使用，但阻抗呈现出随频率而变化的特性。以数字转折频率点的趋肤效应电阻代入式（），会得到一个保守的精确结果。坚持这一准则，我们的传输电路总是会工作得很好，实际通过的上升沿将不会失真。

长距离的数字传输系统，采用的数据接收器比通常的TTL电路具有更大的电压容限，可以容忍大于0.2DB的损耗。损耗预算越大，可以使电路的工作距离越长。

采用式（）直接算出数字转折频率处的预期损耗。在前式中加入趋肤效应电阻式（）作为R项。

在数字转折频率处限定损耗不超过0.5DB，可以使每个上升沿的95%的幅值都能通过。如果能够容忍一定程度的上升时间劣化，那么当计算0.5DB损耗的限定时，可以使用其转折频率值来算出到达接收器时所希望的信号上升时间。

长距离通信的另一个技巧是使数据编码具有相同数量的1和0，然后让它通过一个交流耦合网络。这个交流耦合的网络去除了数字信号中由驱动器产生的任何直流偏置分量。其结果是波形的高电平和低电平偏移相等。这个信号的接收器应该具有一个精确的过零决门限。这一方法能够容忍更大数量的衰减。

限制了连续1或0的最大数目的传输编码还能够容忍更大一些的衰减。图4.15举例说明了对于一个编码长度受限的系统，最坏情形下的码型。在A点，数据发送器开始传输一长串连续的1。在B点该长电缆的有限频率响应已经上升到一个最大值。在C点，这个小的数据脉冲通过，该数据脉冲的有效效率是FCLK/2，而整个数据码型的有效频率为FCLK/4N。如果这个电缆在FCLK/2处的频率响应幅值是在FCLK/4处幅值的一半，那么C点脉冲决不可能超过零点门限，而接收器也无法检测到它。

一个良好的习惯做法是，保证电缆足够短，以使一个编码长度受限系统相应的频率响应之比大于7：10：

超出这个距离限制，就需要采用模拟信号的均衡方式。

3、趋肤效应区内的传输线阻抗

一旦越过临界频率R/L，WL项随W呈线性增长，而R（W）项因趋肤效应项也会与W1/2成正比增长。R（W）项相对于WL值一直很小，因此由式（）给出的阻抗值仍然固定在（L/C）1/2。传输线的输入阻抗受趋肤效应的影响并不大