線纜成本的常用計算公式

人工成本（C1）：

人工成本（元/Km）＝（D×K÷V÷T÷60÷F÷S）×（1＋A）×1000

D：操作員的日薪（元/人日）K：成品中該制程的條數(shù)，以LAN Cable為例，芯線制程為8，對絞為4，集合與外被為1;

V：制程中機器的線速（M/min）;

T：一天的工時，以12小時計（hr/日）;

F：制程中機器的操作率（%）

S：每人操作臺數(shù)（臺/人）

A：間接人工成本（%）

原料成本（C2）：

原料成本（元/Km）＝U×B×（1＋E）

U：原料單價（元/Kg）B：原料用量（Kg/ Km）

E：制程中原料消耗量（%）

水電成本（C3）：

水電成本（元/Km）＝P×T×R×G÷V÷T÷60÷F

P：制程中機器的用電量（Kw）;

T：一天的工時，以12小時計（hr/日）;

R：用電匯率（元/Kw hr）

G：用電比率（%）;

V：制程中機器的線速（M/min）

F：制程中機器的操作率（%）

設(shè)備儀器折舊成本（C4）：

設(shè)備儀器折舊成本（元/Km）＝H÷（Y×12×25）÷（V×24×60×F）

H：設(shè)備儀器取得金額（元）

Y：設(shè)備儀器折舊年數(shù)（年）;

V：制程中機器的線速（M/min）

F：制程中機器的操作率（%）（備注：檢驗儀器之V與F參照外被押出機）

包裝成本（C5）：

包裝成本（元/Km）＝K÷L×1000

線材制程一般損耗率%參考值：

束絞 0.20%﹔

絕緣0.50%﹔

集合0.20%﹔

立式包帶0.10%﹔

編織0.10%﹔

外被2.20%﹔

最終線材成本：線材成本（元/Km）＝C1＋C2＋C3＋C4＋C5

銅線長度計算方法：

L為長度（單位：M),m為質(zhì)量（單位：KG)

d為單根銅OD(單位：mm),n為絞合的根數(shù)

芯線絕緣材料用量計算方法：

計算公式：M=(D2-d2n)×0.7854×P

[M為每KM之芯線材料需要的用量(單位:kg)

,D為芯線OD(單位:mm),d為單根導(dǎo)體OD(單位:mm)

n為絞合的導(dǎo)體根數(shù),

P為所用材料的密度(詳情查下表)

外被（護套）材料用量計算方法：

m=[OD2-(OD-2d)2]×0.7854×P

[m外被料質(zhì)量,d為皮厚(適用于空管及半充實)],一般電線電纜標準會規(guī)定外被最小平均厚度（Min Average Thickness）和任意點最小厚度（Min Thickness at Any Point）除此規(guī)定外，外被厚度的確定還應(yīng)考慮實際生產(chǎn)能力。（如：UL 2725規(guī)定外被最小平均厚度為9Mil（0.23mm）、任意點最小厚度為7 Mil（0.18mm），但實際生產(chǎn)時一般會超過此標準) --- 1Mil=1Inch/1000=0.0254mm.

押出設(shè)備押出量的簡單計算方法

Q= 0.9πd[Hm(D-Hm)]*60*N / 106 *ρ(KG/hr)

[D螺缸內(nèi)徑, Hm計量部(均化段)溝深mm,N螺桿回轉(zhuǎn)數(shù)rpm，ρ原料比比重(注:實際押出量約為計量值得40%,橡膠粘度較高約為70%)]

鋁箔重量計算公式：鋁箔厚度×1.25×鋁箔比重(1.8)×1×鋁箔寬度

編織重量計算公式：0.7854*d2*8.89*每錠條數(shù)*錠數(shù)*系數(shù)(1.1)

纏繞重量計算公式：0.7854* d2*8.89*纏繞條數(shù)*系數(shù)(1.08)

充實押出外被重量計算公式(芯線絞合后直接過粉充實押出)：

KFT/Kg=(D2-d2×N) ×0.7854×W×1.02×1

D:外被外徑OD d:芯線絞合外徑或編織完成外徑 W:PVC比重

管狀押出外被重量計算公式(加地線鋁箔或加地線鋁箔再加編織):

KFT/Kg=(D2-d2×0.9) ×0.7854×W×1.02×1

D:外被外徑OD d:芯線絞合外徑或編織完成外徑 W:PVC比重

絕緣重量計算公式(單芯電子線):

KFT/Kg=(D2-d2×0.85) ×0.7854×W×N×1.02×1

D:絕緣外徑OD d:導(dǎo)體絞合外徑 W:PVC比重 N:芯線芯數(shù)

導(dǎo)體重量計算公式:

KFT/Kg=D2×0.7854×8.89×1.02×N×1

D:銅線線徑 8.89:銅線比重 N：銅線條數(shù)

G(重量)=V(體積)*ρ(密度,也稱比重)

=(π/4)*d^2*h*ρ

=0.7854*(直徑的平方)*（1M長度）*ρ密度

導(dǎo)體絞合外徑計算公式:=√N ×1.155×d d:銅線線徑 N：銅線條數(shù)

物理特性計算公式

遮蔽率計算方法

[注：所用之長度單位為inch (N每股條數(shù), d每條OD, P目數(shù), C股數(shù) D被編織物之OD)]

編織屏蔽（ Braid Shield ）：

編織屏蔽可消除各個方向上的干擾, 屏蔽效果高,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定, 外觀圓整;屏蔽效果與編織率有關(guān);編織率與編織錠數(shù)、每錠股數(shù)、編織線直徑、編織目數(shù)及編織內(nèi)線徑有關(guān)

編織率的計算(θ為編織角):

Tgθ=[2* π *(D+2d)*P]/(25.4*C)

F=(N*P*d)/(25.4*Sinθ)

ρ=(2F-F2)*100%

D---編織內(nèi)線徑 d---編織線直徑 P---目數(shù) C---錠數(shù) N---每錠股數(shù)

編織屏蔽（ Braid Shield ）：

如：編織內(nèi)線徑為1.6mm，編織16/5/0.10，7.99目，求編織率。

Tgθ=[2 *3.14159*(1.6+2*0.1)*7.99]/(25.4*16)=0.22234547 Sinθ= Tgθ/√ (Tg2θ+1) = 0.2170536，

F= (5*7.99*0.1)/(25.4*0.2170536)=0.724629，

ρ=(2* 0.724629 – 0.7246292)*100% =92.41%

（目數(shù)為1 Inch(25.4mm)內(nèi)編織菱形的個數(shù)）

編織率計算方法

纏繞遮蔽率計算方法

導(dǎo)體絞合外徑

OD=√n × d × 1.155 (n為導(dǎo)體構(gòu)成的根數(shù),d為導(dǎo)體的OD)

捻入率計算方式

[(L:成品展開長度, L0:成品展開前長度)]

導(dǎo)體電阻

(P為導(dǎo)體電阻率,銅P=1.724×105Ω/mm)

同心度計算方式

偏心度計算方式

同軸度計算方式

絕緣抗張強度

絕緣延伸率

又名絕緣伸長率: f=[(L-L0)/L0]×100%(L:拉斷後長度,L0為拉斷前長度)

發(fā)泡度計算方式

(如:DGDA3485=0.941 DGDA58600=0.946)

絞距的理論計算（最大值不能超過以下設(shè)計尺寸）

UL絞距計算=絞合外徑OD × 20倍

CSA絞距計算=絞合外徑OD × 30倍

對絞外徑

對絞線的等效外徑: D=1.65d或1.71d (軟質(zhì)用1.65d,硬質(zhì)用1.71d),sometimes D=1.86d

復(fù)對絞線等效外徑﹕ D=2.6d

多對數(shù)絞線等效外徑﹕

對絞節(jié)距.

根據(jù)對絞組對數(shù),芯線外徑選取.

纏繞屏蔽（Spiral Shield）

纏繞銅線條數(shù)的計算：N=[(D+d)* π]/d?以上N為屏蔽率為100%時的銅線條數(shù)。

屏蔽率ρ=(實際纏繞銅線條數(shù))/N*100%

如：纏繞內(nèi)線徑為2.0mm，纏繞63/0.10，求屏蔽率。

N=[(2.0+0.1)* 3.14159]/0.1 =65 ρ=(63/65)*100%=97%

D---纏繞內(nèi)線徑 d---纏繞線直徑

絞入系數(shù):

芯線絞合的絞入系數(shù)為1+(圓周率X絞合外徑/絞合節(jié)距)的二次方.

D----絞合外徑.

H----絞合節(jié)距.

在絞線過程中,對于多芯并芯線分層的情況,雖然為束絞,各層芯線絞入系數(shù)并不相同.為了保守起見,增大安全系數(shù),并且減化計算,所以在上述絞入系數(shù)的計算中D采用芯線絞合的絞合外徑(理論上,各層的絞合系數(shù)應(yīng)為節(jié)圓直徑代入上式計算).

建議計算方式舉例：

2芯---結(jié)構(gòu)圖：成纜外徑計算公式： D=2d

3芯---結(jié)構(gòu)圖：

成纜外徑計算公式：

3芯大+2芯小---結(jié)構(gòu)圖：

成纜外徑計算公式：

4芯---結(jié)構(gòu)圖：：

成纜外徑計算公式：

4芯大+1芯小---結(jié)構(gòu)圖：

成纜外徑計算公式：

5芯---結(jié)構(gòu)圖：：

成纜外徑計算公式：

6芯、7芯---結(jié)構(gòu)圖：：

成纜外徑計算公式：

高頻特性計算公式

發(fā)泡水中電容計算公式

同軸版本

復(fù)合差分對線材

[ε為介電系數(shù),D為芯線OD,d為編織導(dǎo)體OD, k為導(dǎo)體系數(shù),d為導(dǎo)體OD(多股為絞合外徑)]

復(fù)合差分對線材阻抗計算方式

[ε為介電系數(shù),D為芯線OD,d為編織導(dǎo)體OD, k為導(dǎo)體系數(shù),d為導(dǎo)體OD(多股為絞合外徑)]

電壓降：計算公式/（輸出電流*導(dǎo)體電阻）*線材長度+接觸電阻；電壓降又稱為電壓或電位差，表示為U，單位伏特（V），是描述電場力移動電荷做功本領(lǐng)的物理量.具體參照：

電阻【Resistance】單位是Ohm

17.5÷截面積（平方毫米）=每千米電阻值（Ω）

導(dǎo)體電阻 — 導(dǎo)體之電阻與其長度成正比與其截面積成反比

導(dǎo)電率—以20℃時長度為1m、截面積為1mm2之標準軟銅線之電阻1/58ohm(0.017241 ohm)為基準，稱為100%導(dǎo)電率，電阻愈大，則導(dǎo)電率愈低，兩者成反比例.電壓與電流是同相的(in-phase).

這里需特別指出：上面的計算公式只適用于確定導(dǎo)體規(guī)格標準時截面積的計算，不能用于其它面積計算!

舉例：請計算導(dǎo)體7/36AWG = 7/0.127mm(36AWG Solid = 0.127 mm)是屬于什么規(guī)格的.

解：n = 7, d = 0.127*39.37mil, 則S = 0.7854*n*d2 =7*(0.127*39.37)2 = 174.9993cmil對照表UL758導(dǎo)體規(guī)格標準可知，它屬于28AWG的導(dǎo)體UL 758導(dǎo)體標準里有用mil(密爾)和 cmil(圓密爾)作單位，所以先要懂得它們和國際單位（公制單位）的換算。mil(密爾)是長度單位，cmil(圓密爾)是面積單位。1inch = 25.4mm= 1000 mil；1mm =39.37mil；1inch2 = 106 cmil；1mm2 = 39.372 cmil = 1550 cmil

電流：單位時間里通過導(dǎo)體任一橫截面的電量叫做電流強度，簡稱電流電流的國際單位：安培，簡稱“安”，符號 “A”

歐姆定律：電流 = 電壓 除以 電阻 I = U/R

如果電壓不變的情況下 : 電流的大小決定于電阻，電阻越大，電流越小，電阻越小電流越大.

再直接一點說就是 ：電阻也就是線的粗細【導(dǎo)體的AWG數(shù)大小】，電線越粗【導(dǎo)體的AWG數(shù)越小】電流越大，電線越細【導(dǎo)體的AWG數(shù)越大】，電流越大.

因為：線越粗，電流流的越快，阻力越小， 就像水管一個樣，水管越細，水流越小 水管越粗，水流的越大，以上通俗的道理.

經(jīng)驗分享：

一般USB線材信號線按照2.0的測試標準設(shè)計為28AWG傳輸為主流，如果測試衰減，最長大約可以通過4米.

訊號線部分選擇，如果考慮直流壓降在協(xié)會要求的125mV條件，28AWG電源線使用長度建議在1米范圍，26AWG電源線建議使用長度不超過1.7米，24AWG電源線建議使用長度不超過2.7米，22AWG電源線建議使用長度不超過4.3米，20AWG電源線建議使用長度不超過5米.按照USB2.0標準測試規(guī)格參考.

協(xié)會推薦以上5種規(guī)格導(dǎo)體電源截面積(28,26,24,22,20AWG)

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反射系數(shù): 具體參照： ；反射系數(shù)描述了反射回源端的那部分電壓與入射電壓的比值.反射的信號量由瞬態(tài)阻抗的變化量決定.變化量越 大,反射信號量就越大.只要信號遇到瞬態(tài)阻抗突變,反射就會發(fā)生.這可能是在線末端、或者是互連線拓補結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的任何地方、比如拐角、過孔、T形結(jié)構(gòu)、接插件和封裝處等。反射的作用：吸收入射信號與傳輸信號之間不匹配的電壓和電流,從而使整個系統(tǒng)穩(wěn)定（交界處的電壓和電流連續(xù)）.即滿足

如果RL 數(shù)值越趨近于0 時，表示訊號反射的情況越嚴重，反之，RL 數(shù)值越負(越小)時，表示訊號反射的情況越少；回路損失是指信號在傳輸線上傳輸時,其反射回來的信號量的大小.反射越小，RL值越大。完全匹配時為“-∞”，Open / Short 則為“0 ”

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串音（Xtalk，Cross talk）串音主要分為二大類

具體參照：

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電壓駐波比為英文Voltage Standing Wave Ratio的簡寫；具體參照：

是指反射波比入射波疊加結(jié)果在線纜上形成駐波，造成射線各點的電壓和電流的振幅不同，以Z/2的週期變化，我們定義相鄰的波峰點與波谷點的電壓振幅之比，稱之為電壓駐波比“VSWR”，一般我們用NA來量測，駐波比就是一個數(shù)值，用來表示天線和電波發(fā)射臺是否匹配，如果 SWR 的值等于 1， 則表示發(fā)射傳輸給天線的電波沒有任何反射，全部發(fā)射出去，這是最理想的情況。如果 SWR 值大于 1， 則表示有一部分電波被反射回來，最終變成熱量，使得饋線升溫。被反射的電波在發(fā)射臺輸出口也可產(chǎn)生相當(dāng)高的電壓，有可能損壞發(fā)射臺.

特性阻抗是由d, D,Σr 所決定b. 特性阻抗和長度無關(guān),如果測試的頻率大于1MHz,特性阻抗與頻率幾乎無關(guān).c. 僅減小d, 特性阻抗增加d. 僅減小D, 特性阻抗減小e. 僅減小Σr ,特性阻抗增加.d=中心導(dǎo)體的直徑(m) D=外部導(dǎo)體或覆被的內(nèi)徑(m)Σr =絕緣材質(zhì)的介電系數(shù)；具體參照：

任一對導(dǎo)體的電阻差在通訊傳輸中是一關(guān)鍵特性. 不平衡導(dǎo)體電阻的測量通常與導(dǎo)體電阻的測量同時進行. 電阻值按每 對記錄.較大電阻減去較小電阻值即為每對導(dǎo)體電阻的絕對差值. 絕對不平衡電阻通常以 Ω/1000ft或Ω/Km表示.有一使用較多的表示方法如下:

Mutual Capacitance 相互電容

相互電容為一對導(dǎo)體之間的有效電容.在多對導(dǎo)體的電纜中.互容公式如下:

測量之前.電纜兩端剝?nèi)ネ獗?屏蔽層等.至兩端露出芯線約2FT.把電纜一端的導(dǎo)體分開.保證導(dǎo)體不短路.不接地. 電纜另一端的導(dǎo)體剝?nèi)ソ^緣皮后.把所有導(dǎo)體短接后接地再量測.除非另有規(guī)定,互容為交流頻率為1000土100HZ時的電容.

Capacitance Unbalance –- (Pair To Ground) 對線與地線間不平衡電容

對地不平衡電容如下圖解. A和B為一對導(dǎo)體..Cag. Cbg.分別為導(dǎo)體A和B與屏蔽之間的直接電容.Cap和Cbp為導(dǎo)體A和B與其他對導(dǎo)體之間直接電容. 公式如下:

Capacitance Unbalance –- (Pair To pair) 對與對間的不平衡電容其中,a-b為一對,c-d為一對.

不平衡電容n Cupp=(Cad+Cbc)-(Cac+Cbd)

Attenuation 衰減

衰減為一訊號行經(jīng)電線電纜的信號損失強度.受絕緣導(dǎo)體材料和幾何性的影響，單位為分貝(dB)，dB值 (Decibel)之縮寫，為衰減,串音與音量的單位，其觀念與定義均由能量或功率的觀念出發(fā),即功率等于能量對時間的微分或單位時間輸出能.

Propagation Delay 傳輸延遲

傳輸延遲為訊號經(jīng)過待測物所需的時間,介質(zhì)的介電常數(shù)愈小,傳播速度愈快,損耗愈小.

Velocity of propagation 傳播速率

傳播速率亦即波長縮短率(同軸線特性之一)，其定義為真空之介質(zhì)系數(shù)與絕緣體介質(zhì)系數(shù)之平方根比值，由于真空之介質(zhì)系數(shù)為1，故以公式表示如下:

即信號傳送之速度在電纜中與自由真空中之比較，如下為各種材料與空氣中的介質(zhì)系數(shù).

Cross talk 串音

是鄰接兩導(dǎo)體之間由于傳輸信號時發(fā)生互相干擾現(xiàn)象而產(chǎn)生。串音產(chǎn)生之原因很多，在通信電纜而言通常是由于相鄰對之絞距設(shè)計不當(dāng)而引起.常見下列幾種

Worst Pair Near-End Cross talk (NEXT) 近端串音

Power Sum Near End Cross talk (PSNEXT) 功率和近端串音

Equal Lever Far-End Cross talk (ELFEXT) 遠端串音

Power Sum Equal Lever Far End Cross talk 功率和遠端串音

Return Loss (RL) 反射損耗

結(jié)構(gòu)性反射損耗

SRL從輸入阻抗中得出(開路/短路阻抗的平方根),RL從終端阻抗掃瞄中得出.SRL把輸入阻抗與特性阻抗相比,而RL則把終端阻抗與負載阻抗(如100Ω)相比,因而兩種測量不同．獨立的特性阻抗和ＳＲＬ特性曲線通常是特性說明的首選方法．因為兩種曲線易于清楚的分開．從測量角度看,RL方法有時會更可取,因為它不要求輸入阻抗的函數(shù),擬合而使用負載阻抗作為參考值.

在一定交流電路中電阻,容抗與感抗之總和,單位為歐姆(Ω)

即以 Z=R2+(XL-XC)2 來表示,式中Z為阻抗，R為電阻，XL為感抗，XC為容抗.常見的有下列兩種:

Input Impedance 輸入阻抗

Characteristic Impedance 特性阻抗

Input Impedance (輸入阻抗)的測試方法有兩種

開路和短路法(Open/Short Method)的測量方法

開路和短路的測量方法基本原理如下:

以網(wǎng)路分析儀測試,將實測出的開路與短路的數(shù)據(jù)帶入上列式中算出輸入阻抗

負載法的輸入阻抗(Matched Load Method)測量方法

負載法的測量方法基本原理如下:

于測試線材尾端連接一個與待測線阻抗相匹配的負載,以網(wǎng)路分析儀測試,儀器將自動依上述公式計算完成,即輸入阻抗.

其它類計算公式

模具的選配公式

擠管式:

擠管式內(nèi)模內(nèi)徑D1=d+E1

外模內(nèi)徑D2=D1+2f+2R+E2

式中:D1---內(nèi)模直徑(mm)

D2---外模直徑(mm)

d----半成品生產(chǎn)前外徑(mm)

f----內(nèi)模嘴壁厚(mm)

R----工藝規(guī)定產(chǎn)品塑料厚度(mm)

E1---內(nèi)模的放大值(mm)

E2---外模的放大值(mm) 說明:放大值E1或E2

(a).絕緣線芯E1=0.5—3mm 模套放大值E2=1—3mm

(b).生產(chǎn)外被電纜E1=2-6(編織線) 2—4(非編織線)mm E2=2—5mm

擠壓式:

內(nèi)模內(nèi)徑單線D1=d+E1(0.05—0.1)mm

絞線D1=d+E1(0.4—1.2)mm

外模內(nèi)徑單線D2=d+2R+(0.05—0.2)mm

絞線D2=d+2R+(0.2—0.5)mm

線芯或纜芯外徑不均時,放大值取上限,在保證質(zhì)量及工藝要求的前提下,要提高產(chǎn)量,一般外模放大值取上限.

電線壓降算法

舉例問題：28AWG1.5米的USB電線，壓降值是多少？可以用這個28AWG當(dāng)做電源線用嗎：

素材準備：28AWG的導(dǎo)體截面積，可以自己去算，也可以直接去UL758表格里面去查.（）

答題：電阻*電流=壓降

28AWG的銅導(dǎo)體的電阻：電阻值一般在0.0172-0.0178之間，即1.5米的USB線材的電阻換算為，0.0172*1.5米/對應(yīng)銅絲規(guī)格截面積 0.0804=對應(yīng)銅導(dǎo)體的電阻 0.00207432Ω/KM=0.207Ω/M

電流計算公式是描述電流與電壓和電阻之間的關(guān)系的數(shù)學(xué)公式。根據(jù)歐姆定律，電流通過一個導(dǎo)體時與電壓成正比，與電阻成反比。這意味著，當(dāng)電壓增加或電阻減小時，電流也會增加。電流的計算公式是I = V/R，其中I代表電流，V代表電壓，R代表電阻。這個公式是通過將歐姆定律進行代數(shù)轉(zhuǎn)換得到的。它表示電流等于電壓除以電阻。

28AWG的1.5M銅導(dǎo)體的電流：I = 5V/0.207Ω/M=2.41 A（在5V電壓的時候）

電阻*電流=壓降；0.207Ω/M*2.41 A=0.498 V=498mV＞125mV (最大125mV就是USB2.0的最大壓降標準)

結(jié)果判定：5V電壓的時候，如果用1.5米的28AWG電源線壓降太大，不建議做電源線.

PCIe傳輸速度和有效帶寬計算公式

PCIe是串行總線，PCIe1.0的線上比特傳輸速率為2.5Gb/s，物理層使用8/10編碼，即8比特的數(shù)據(jù)，實際在物理線路上是需要傳輸10比特的，因此：

PCIe1.0 x 1的帶寬=（2.5Gb/s ）/ 10bit =250MB/s

這是單條Lane的帶寬，有幾條Lane，那么整個帶寬就是250MB乘以Lane的數(shù)目。

PCIe2.0的線上比特傳輸速率在PCIe1.0的基礎(chǔ)上翻了一倍，為5Gb/s，物理層同樣使用8/10編碼，所以：

PCIe2.0 x 1的帶寬=（5Gb/s ）/ 10bit = 500MB/s

同樣，有多少條Lane，帶寬就是500MB/s乘以Lane的數(shù)目。

PCIe3.0的線上比特傳輸速率沒有在PCIe2.0的基礎(chǔ)上翻倍，不是10Gb/s，而是8Gb/s，但物理層使用的是128/130編碼進行數(shù)據(jù)傳輸，所以：

PCIe3.0 x 1的帶寬=（8Gb/s）/ 8bit = 1GB/s

同樣，有多少條Lane，帶寬就是1GB/s乘以Lane的數(shù)目。

線纜實驗室計算公式

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