Nu există o persoană care să nu fi văzut niciodată un cablu coaxial. Cum funcționează, care sunt avantajele sale, care sunt domeniile sale de aplicare - mulți încă nu au aflat acest lucru.
Conţinut
Cum funcționează cablul coaxial
Cablul coaxial este format din:
- conductor interior (nucleu central);
- dielectric;
- conductor exterior (împletitură);
- capacul exterior.
Dacă luăm în considerare cablul în secțiune transversală, putem observa că ambii conductori ai săi sunt amplasați pe aceeași axă. De aici și numele cablului: în engleză coaxial - coaxial.
Conductorul interior dintr-un cablu bun este din cupru. Acum produsele ieftine folosesc aluminiu sau chiar oțel placat cu cupru. Dielectricul dintr-un cablu de înaltă calitate este polietilena, iar în cablurile de înaltă frecvență este fluoroplastic.În opțiunile ieftine, se folosesc diverse materiale plastice spumate.
Materialul clasic pentru împletire este cuprul, iar împletirea produselor de calitate se realizează cu o țesătură densă, fără goluri. În cablurile de calitate inferioară, pentru realizarea conductorului exterior se folosesc aliaje de cupru, uneori aliaje de oțel, țesuturile rare sunt folosite pentru a reduce costul și, în unele cazuri, folie.
Domeniul de aplicare al cablului coaxial, avantajele și dezavantajele sale
Cea mai obișnuită utilizare a unui cablu coaxial este transmiterea de curenți de înaltă frecvență (RF, microunde și mai mari). În multe cazuri acest lucru se face comunicarea dintre antenă și transmițător sau între antenă și receptor, precum și în sistemele de televiziune prin cablu. Un astfel de semnal poate fi transmis și folosind o linie cu două fire - este mai ieftin.
În unele cazuri, acest lucru se face, dar o astfel de linie are un dezavantaj serios - câmpul electric din ea trece prin spațiu deschis, iar dacă un obiect conducător terț intră în el, acest lucru va provoca distorsiuni ale semnalului - atenuare, reflexie etc. . Și pentru un cablu coaxial, câmpul electric este complet în interior, așa că atunci când așezați, nu trebuie să vă faceți griji că linia va trece pe lângă obiecte metalice (sau acestea pot fi ulterior în imediata apropiere a cablului) - acestea nu vor afecta funcţionarea liniei de transport.
Dezavantajele cablului coaxial includ costul ridicat. De asemenea, un dezavantaj este complexitatea ridicată a reparării unei linii deteriorate.
Anterior, cablurile coaxiale erau utilizate pe scară largă pentru organizarea liniilor de transmisie a datelor în rețelele de calculatoare. Astăzi, ratele de transmisie au crescut la niveluri pe care cablul RF nu le poate oferi, așa că această aplicație se retrage rapid.
Diferența dintre cablul coaxial și cablul blindat și firul ecranat
Adesea, cablul coaxial este confundat cu firul ecranat și chiar cu cablul de alimentare blindat. Dacă există o anumită similitudine externă a designului („miez-izolație-carcasă flexibilă metalică”), scopul și principiul lor de funcționare sunt diferite.
Într-un cablu coaxial, împletitura acționează ca un al doilea conductor care completează circuitul. Un curent de sarcină trece în mod necesar prin el (uneori chiar și pe părțile interioare și exterioare sunt diferite). Impletitura poate avea contact cu solul din motive de siguranță, este posibil să nu o aibă - acest lucru nu afectează funcționarea acesteia. De asemenea, este incorect să-l numiți ecran - nu are o funcție de screening globală.
Pentru un cablu blindat, împletitura metalică exterioară protejează stratul izolator și miezul de solicitările mecanice. Are o rezistență ridicată și este întotdeauna împământat conform cerințelor de siguranță. În modul normal, nu trece curent prin el.
Într-un fir ecranat, mantaua conductivă exterioară este proiectată pentru a proteja conductorul de interferențe externe. Dacă este necesar să se protejeze împotriva interferențelor de joasă frecvență (până la 1 MHz), atunci ecranul este împământat doar pe o parte a firului. Pentru interferențe de peste 1 MHz, ecranul servește ca o antenă bună, așa că este împământat până la capăt în mai multe puncte (cât de des posibil). În modul normal, nici un curent nu ar trebui să curgă pe ecran.
Parametrii tehnici ai cablului coaxial
Unul dintre principalii parametri la care trebuie să acordați atenție atunci când alegeți un cablu este impedanța sa caracteristică. Deși acest parametru este măsurat în ohmi, nu poate fi măsurat cu un tester convențional în modul ohmmetru și nu depinde de lungimea segmentului de cablu.
Impedanța de undă a unei linii este determinată de raportul dintre inductanța sa liniară și capacitatea liniară, care, la rândul său, depinde de raportul dintre diametrele miezului central și al împletiturii, precum și de proprietățile dielectricului. Prin urmare, în absența dispozitivelor, puteți „măsura” rezistența undei folosind un șubler - trebuie să găsiți diametrul miezului d și al împletiturii D și să înlocuiți valorile în formulă.
Si aici:
- Z este rezistența de undă dorită;
- Er - permitivitatea dielectrică a dielectricului (pentru polietilenă, puteți lua 2,5, iar pentru material spumat - 1,5).
Rezistența cablului poate fi orice cu dimensiuni rezonabile, dar produsele sunt produse în mod standard cu următoarele valori:
- 50 ohmi;
- 75 ohmi;
- 120 Ohm (o opțiune destul de rară).
Este imposibil de spus că un cablu de 75 ohmi este mai bun decât un cablu de 50 ohmi (sau invers). Fiecare trebuie aplicat în locul său - impedanța caracteristică a ieșirii transmițătorului Zși, linii de comunicație (cabluri) Z iar sarcina ar trebui să fie aceeași Zn, doar in acest caz transferul de energie de la sursa la sarcina se va produce fara pierderi si reflexii.
Există anumite limitări practice privind fabricarea cablurilor cu impedanță mare. Cablurile de 200 ohmi și mai sus trebuie să fie foarte subțiri sau cu un conductor exterior cu diametru mare (pentru a menține un raport D/d mare).Un astfel de produs este mai dificil de utilizat, prin urmare, pentru căi cu rezistență mare, se folosesc fie linii cu două fire, fie dispozitive de potrivire.
Un alt parametru coaxial important este amortizare. Măsurat în dB/m. În general, cu cât cablul este mai gros (mai precis, cu cât diametrul miezului central este mai mare), cu atât semnalul se atenuează mai puțin în el cu fiecare metru de lungime. Dar acest parametru este afectat și de materialele din care este realizată linia de comunicație. Pierderile ohmice sunt determinate de materialul miezului central și al împletiturii. Pierderile dielectrice contribuie. Aceste pierderi cresc odată cu creșterea frecvenței semnalului, pentru a le reduce sunt utilizate materiale izolante speciale (PTFE etc.). Dielectricii spumosi utilizați în cablurile ieftine contribuie la atenuarea crescută.
O altă caracteristică importantă a cablului coaxial este factor de viteză. Acest parametru este necesar acolo unde este necesar să se cunoască lungimea cablului în lungimile de undă ale semnalului transmis (de exemplu, la transformatoarele de rezistență). Lungimea electrică și lungimea fizică a cablului nu se potrivesc deoarece viteza luminii în vid este mai mare decât viteza luminii în dielectricul cablului. Pentru cablu cu polietilenă dielectric Kreproș= 0,66, pentru fluoroplastic - 0,86. Pentru produse ieftine cu izolator din spumă - imprevizibil, dar mai aproape de 0,9. În literatura tehnică străină se utilizează valoarea coeficientului de decelerație - Kîncetinit=1/Kreproș.
De asemenea, cablul coaxial are și alte caracteristici - raza minimă de îndoire (depinde în principal de diametrul exterior), rezistența dielectrică a izolatorului etc. De asemenea, uneori sunt necesare pentru a selecta un coaxial.
Marcarea cablului coaxial
Produsele autohtone aveau marcaj alfanumeric (se gaseste si acum). Cablul a fost desemnat prin literele RK (cablu de radiofrecvență), urmate de numere care indică:
- rezistența la val;
- grosimea cablului în mm;
- Număr de catalog.
Astfel, cablul RK-75-4 a indicat produse cu o impedanță de undă de 75 ohmi și un diametru de izolație de 4 mm.
Denumirea internațională începe, de asemenea, cu două litere:
- cablu RG RF;
- DG - cablu pentru retele digitale;
- SAT, DJ - pentru rețele de transmisie prin satelit (cablu de înaltă frecvență).
Urmează cifra, care evident nu conține informații tehnice (pentru a o decripta, va trebui să te uiți în pașaportul de cablu). În plus, pot exista mai multe litere care indică proprietăți suplimentare. Un exemplu de desemnare - RG8U - un cablu RF de 50 Ohm cu un diametru redus al miezului central și o densitate redusă a împletiturii.
După ce ați înțeles diferențele dintre cablul coaxial și alte produse de cablu și după ce ați învățat influența parametrilor săi asupra performanței, puteți utiliza cu succes acest produs în zonele pentru care este destinat.
Articole similare:
