Scopul oricărei linii de transmisie radio este de a transmite un semnal de la sursă la sarcină cu pierderi minime și distorsiuni minime. Și instalarea în interiorul unității și firele și cablurile care conectează diverse dispozitive radio-electronice, de exemplu, o cameră de televiziune de transmisie cu un video recorder, toate acestea sunt linii de comunicație.

Proiectarea și principiul de funcționare a liniilor de comunicație depind de gama de frecvență a semnalelor care sunt planificate a fi transmise prin acestea.

Semnalele în intervalul de frecvență de la 1 Hz la 30 kHz sunt semnale frecvențe audio, acestea sunt de obicei transmise prin fire.

Un fir conține unul sau mai multe fire toronate sau fire izolate protejate de o înveliș nemetalic ușoară sau împletitură din materiale fibroase. În cazul în care împletitura trebuie să reziste la sarcini mecanice mari și să protejeze firul de rozătoare, acesta este realizat din sârmă.

SFAT
Utilizați fire mai degrabă decât cabluri coaxiale pentru a transmite semnale audio

Semnalele în intervalul de frecvență de la 30 kHz la 300 GHz sunt semnale de frecvență radio. Pentru transmiterea unor astfel de semnale se folosesc fire ecranate și cabluri coaxiale, iar în domeniul microundelor, începând de la 3 GHz, se folosesc ghiduri de undă.

Ghidurile de undă sunt tuburi conductoare cu secțiune transversală dreptunghiulară, circulară sau eliptică care permit propagarea undei de-a lungul lungimii tubului, reflectându-se de pe pereții acestuia. Avantajele unui ghid de undă în comparație cu un cablu coaxial sunt pierderile reduse de putere, raportul scăzut al undelor staționare și frecvența mare de operare, dar sunt scumpe, voluminoase, greu de instalat și, în ciuda apariției așa-numitelor. ghiduri de undă flexibile, care nu sunt concepute pentru îndoiri și îndoiri repetate.

Cablu coaxial(din latinescul co - împreună și axă - axă) este un cablu de comunicație format din una sau mai multe (până la 20 sau mai multe) perechi coaxiale, în care ambii conductori - interior și exterior, sunt cilindri coaxiali separați printr-un strat de izolație. (polietilenă, polietilenă de aer, fluoroplastic sau altele).

Semnalul video trece prin miezul central, în timp ce ecranul este folosit pentru a egaliza potențialul zero al dispozitivelor finale - o cameră video și un monitor video, de exemplu. Scutul protejează, de asemenea, miezul central de interferențe electromagnetice externe (EMI). Pentru a îmbunătăți performanța scutului electric, cablurile coaxiale bune includ un fir de retur.

Cablu coaxial– cele mai comune mijloace de transmitere a semnalelor video.

Ideea unei structuri de cablu coaxial este că toate interferențele sunt induse numai în ecran. Dacă este împământat în mod fiabil, atunci interferența este „descărcată” prin circuitul de împământare.

Cablul coaxial completează circuitul dintre sursă și receptor, unde miezul central al cablului este firul de semnal și scutul este firul de masă. Prin urmare, transmisia printr-un cablu coaxial se numește transmisie asimetrică.

În echipamentele electronice, cel mai adesea este utilizat un cablu coaxial simplu, care conține un miez central înconjurat de un ecran (Fig. 1), sau un cablu triaxial având două miezuri centrale.

Orez. 1 cablu coaxial

SFAT
Pentru a transmite semnalele de crominanță (C) și luminanță (Y) produse de receptoare prin satelit, playere DVD și alte dispozitive S-Video, utilizați cabluri triaxiale.

Orez. 2 Cablu triaxial (bicoaxial).

Cablul coaxial este cel mai comun mijloc de transmitere a semnalelor video. În funcție de tipul de semnal video, acesta poate fi transmis de la surse la receptoare folosind un cablu coaxial cu o impedanță caracteristică de 75 ohmi pe distanțele prezentate în Tabelul 1.

Tipul semnalului	Tipul semnalului	Lățimea de bandă, MHz	Distanța, m
CV compus fara amplificator cu amplificator	analogic	6	50-100 200-300
S-Video fara amplificator cu amplificator	analogic	6	50-100 200-300
Componentă UXGA HDTV/1080i	analogic	300 30	5-30 5-30
SDI standard fara amplificator standard cu amplificator	digital	270 Mbit/s 270 Mbit/s	50-200 200-300

Principalele caracteristici ale cablurilor coaxiale

Principalele caracteristici ale cablurilor coaxiale sunt:

impedanta caracteristica;
Pierdere de rentabilitate;
Atenuare.

Impedanța undă liniară

Firele și cablurile scurte utilizate în echipamentele electronice convenționale au rezistență ohmică, inductanță și capacitate neglijabile și nu afectează semnalul. Cu toate acestea, dacă un semnal trebuie transmis pe o distanță destul de lungă, mulți factori diferiți sunt incluși în imaginea complexă a transferului de informații. Semnalele de înaltă frecvență sunt deosebit de susceptibile la influență. Apoi rezistența, inductanța și capacitatea încep să joace un rol semnificativ și afectează semnificativ transmisia semnalului.

Din punct de vedere al electrodinamicii, un cablu coaxial poate fi reprezentat ca un circuit format din rezistențe (R), inductanțe (L), condensatoare (C) și conductori (G) pe unitate de lungime (Fig. 3). Dacă cablul are o lungime considerabilă, atunci combinația de elemente R, L și C acționează ca un filtru trece-jos grosier, care, la rândul său, afectează amplitudinea și faza diferitelor componente ale semnalului video. Cu cât frecvențele semnalului sunt mai mari, cu atât acestea sunt mai afectate de proprietățile neideale ale cablurilor.

Orez. 3 Introducere în cablul coaxial

Fiecare cablu are o structură uniformă și o impedanță proprie caracteristică (impedanță), care este determinată de elementele R, L, C și G pe unitate de lungime.

Principalul avantaj al transmisiei video single-ended se bazează pe faptul că impedanța caracteristică a mediului de transmisie nu depinde de frecvență (aceasta se aplică în principal frecvențelor medii și înalte), în timp ce defazarea este proporțională cu frecvența.

Caracteristicile de amplitudine și fază ale cablului coaxial pornit frecvente joase depind în mare măsură de frecvența în sine, dar întrucât în astfel de cazuri lungimea cablului este destul de mică în comparație cu lungimea de undă a semnalului, efectul asupra transmisiei semnalului este neglijabil.

Când impedanța caracteristică a cablului coaxial se potrivește cu impedanța de ieșire a sursei video și cu impedanța de intrare a dispozitivului de recepție, viteză maximă energie între sursă și receptor, o astfel de linie de transmisie se numește potrivită.

Pentru semnalele de înaltă frecvență, cum ar fi video, potrivirea impedanței este de cea mai mare importanță.

Pentru semnalele de înaltă frecvență, cum ar fi video, potrivirea impedanței este de cea mai mare importanță. Când impedanța este nepotrivită, tot sau o parte a semnalului video este reflectat înapoi la sursă, afectând nu numai stadiul de ieșire, ci și calitatea imaginii. Reflectarea a 100% din semnal are loc atunci când capătul cablului este fie scurtcircuitat, fie lăsat deschis (nescurtificat). Toată energia semnalului (100%) (tensiune ori curent) este transmisă numai atunci când există o potrivire între sursă, mediul de transmisie și receptor. Acesta este motivul pentru care ultimul element din lanțul de semnal video se termină întotdeauna cu o sarcină de 75 ohmi, care se numește terminator (vezi Fig. 4).

SFAT
Pentru a asigura potrivirea între sursă, mediul de transmisie și receptor, ultimul element din linia coaxială include un terminator de 75 ohmi.

Orez. 4. Elemente de proiectare ale unei linii coaxiale

În televiziune, toate echipamentele care transmit sau primesc semnale video au o impedanță caracteristică de 75 ohmi. Prin urmare, trebuie să utilizați un cablu coaxial cu o impedanță de 75 ohmi. Producătorii produc însă și alte echipamente, de exemplu, cu o impedanță de 50 ohmi (care în unele cazuri este folosită pentru echipamente de transmisie sau RF), dar atunci trebuie folosite convertoare de impedanță (pasive sau active) între astfel de surse și receptoare de 75 ohmi.

75 ohmi de cablu coaxial este impedanța complexă determinată de raportul tensiune/curent în fiecare punct al cablului. Aceasta nu este rezistență activă și, prin urmare, nu poate fi măsurată cu un multimetru obișnuit.

Impedanța unui cablu coaxial este determinată de formula:

Impedanța caracteristică este independentă de lungimea și frecvența cablului, dar depinde de capacitatea și inductanța pe unitate de lungime.

Această formulă înseamnă că impedanța caracteristică nu depinde de lungimea și frecvența cablului, ci depinde de capacitatea și inductanța pe unitate de lungime. Cu toate acestea, acesta nu este cazul dacă lungimea cablului depășește 200 de metri. În acest caz, rezistența și capacitatea contează și afectează semnalul video.

Pierderile dintr-un cablu coaxial constau din două componente: pierderi dielectrice și pierderi în conductori. Pierderile de izolație depind doar de proprietățile sale dielectrice și nu depind de dimensiunea cablului. Pierderile la conductori sunt strict legate de dimensiunile acestora și, în mai mare măsură, de secțiunea transversală a conductorului central, deoarece partea principală a electricității camp magnetic se răspândește de-a lungul cablului, scăzând mult spre ecran. Evident, pe măsură ce dimensiunea cablului crește, concentrația câmpului în jurul conductorului central scade, prin urmare, și pierderile scad.

Pierderile dintr-un cablu coaxial constau din două componente: pierderi dielectrice și pierderi în conductori.

Abaterile impedanței undei liniare ale unei linii de cablu sunt exprimate folosind pierderi de returnare.

Evaluarea modului de operare al liniei se caracterizează prin Raportul undelor de călătorie (TWR), care caracterizează gradul de coordonare a liniei cu sarcina. Dacă BPV este egal cu unu, linia este complet potrivită cu sarcina. În practică, astfel de linii nu există din cauza imposibilității de a potrivi perfect sarcina cu linia.

Se numește reciproca coeficientului undei de călătorie raportul undelor staţionare.

Este clar că uniformitatea cablului de-a lungul lungimii are mare importanță pentru a îndeplini cerințele de impedanță caracteristică. Calitatea cablului depinde de precizia și uniformitatea miezului central, a dielectricului și a ecranului. Acești factori determină valorile C și L pe unitatea de lungime a cablului. De aceea, trebuie acordată o atenție deosebită traseului și terminației cablurilor.

Reguli pentru pozarea cablului coaxial

Buclele și îndoiturile perturbă uniformitatea cablului. Acest lucru are ca rezultat pierderea de înaltă frecvență, care este pierderea detaliilor fine a imaginii, precum și dublarea imaginii din cauza reflexiilor semnalului. Calitatea imaginii va fi mai bună dacă îndoirea buclei este de 10 ori diametrul cablului coaxial. Acest lucru este echivalent cu a spune: „raza buclei trebuie să fie de cel puțin 5 diametre sau 10 raze ale cablului.
Când așezați cablul coaxial, urmați instrucțiunile producătorului privind razele de îndoire admise și distanțele recomandate între punctele de atașare.
La așezare, nu împrăștiați cablul pe podea. Dacă călcați accidental pe el sau plasați un obiect greu, transmisia semnalului se va deteriora brusc.
Când trageți cablul, nu aplicați o forță mecanică mare asupra acestuia, nu încercați să-l trageți printr-o gaură mică din perete sau într-o cutie îngustă. Acest lucru poate duce la deformarea sau ruperea internă a miezului central și a împletiturii de ecranare.
Nu treceți cablul coaxial în apropierea cablurilor de alimentare sau a altor surse de interferență electromagnetică.
Ruperea cablului în mijloc și etanșarea capetelor rezultate va duce la o anumită pierdere a semnalului, mai ales dacă capetele sunt prost etanșate sau sunt utilizați conectori BNC de calitate scăzută. O terminație bună oferă o pierdere de semnal de numai 0,3 - 0,5 dB. Dacă nu există prea multe terminații pe un singur cablu, semnalul va avea de suferit doar puțin.
Pentru a trece de la conector la conector, utilizați adaptoare speciale (Fig. 5).

Orez. 5 adaptoare pentru semnal video

1 – mufa BNC la mufa RCA; 2 – mufa BNC la mufa RCA; 3 – BNC femeie-femeie; 4 – RCA-femeie-femeie; 5 – mufa BNC la T-splitter cu doua prize BNC; 6 – mufa BNC la Y-splitter cu doua prize BNC; 7 – mufa BNC cu terminator de 75 Ohm; 8 – Mufă stereo de 3,5 mm la splitter cu două prize RCA.

Gradul de distorsiune a semnalelor sinusoidale de către liniile de comunicație este evaluat prin caracteristici precum atenuareȘi lățime de bandă.

Atenuarea arată cât de mult scade puterea semnalului sinusoidal de referință la ieșirea unei linii de comunicație în raport cu puterea semnalului la intrarea acestei linii.

Atenuarea semnalului la 100 de picioare a unor cabluri străine populare este prezentată în Tabelul 1.

Tabel 1. Atenuarea semnalului în cablurile coaxiale

Tip cablu	impedanta caracteristica (Ohm)	Atenuarea semnalului la 100 de picioare lungime, dB
Frecvențe, MHz		1	10	100	1000
RG-59/U	72	0,6	1,1	3,4	12
RG-6/U	72	0,4	0,8	2,7	9,8
RG-11/U	72	0,2	0,4	1,3	5,2
RG-58/U	50	0,4	1,3	4,5	18,1
RG-8/U	50	0,2	0,5	1,5	4,8

SFAT
Atunci când alegeți o marcă de cablu coaxial pentru instalare, asigurați-vă întotdeauna că lățimea de bandă a acestuia depășește lățimea spectrului semnalului transmis.

Zgomot și interferențe electromagnetice

Cât de bine protejează scutul unui cablu coaxial miezul de zgomot și EMI depinde de procentul de ecranare. De regulă, producătorii indică cifre de la 90 la 99% în specificații. Dar rețineți că, chiar dacă este promisă o ecranare de 100%, este imposibil să obțineți o protecție de 100% împotriva interferențelor externe. Pătrunderea EMF într-un cablu coaxial depinde de frecvența utilizată.

Cât de bine protejează scutul unui cablu coaxial miezul de zgomot și EMI depinde de procentul de ecranare.

Teoretic, doar frecvențele de peste 50 kHz sunt suprimate cu succes - în principal din cauza slăbirii efectului pielii. Toate frecvențele sub aceasta induc un curent electric în ecran într-o măsură mai mică sau mai mare. Cât de puternic este curentul electric depinde de intensitatea câmpului magnetic. Este clar că ne interesează în primul rând radiația curentului de frecvență industrială (50 sau 60 Hz), care înconjoară aproape toate dispozitivele tehnice.

Acesta este motivul pentru care apar probleme atunci când cablul coaxial este rulat paralel cu firele și cablurile electrice. Mărimea tensiunii induse în miezul central al unui cablu coaxial depinde, în primul rând, de puterea curentului pe o linie de alimentare dată. În al doilea rând, depinde de cât de departe trece cablul coaxial de cablul de alimentare. Și, în sfârșit, depinde de lungimea acestor cabluri care rulează împreună. Uneori, proximitatea la 100 m nu are efect, dar dacă un curent mare trece prin cablul de alimentare, atunci chiar și 50 m poate afecta calitatea semnalului. Când instalați, încercați (ori de câte ori este posibil) să vă asigurați că cablurile de alimentare și coaxiale nu sunt prea aproape unul de celălalt. Pentru a reduce semnificativ EMF, este necesar ca distanța dintre ele să fie de cel puțin 30 cm.

Pe ecranul monitorului, interferențele de la rețeaua electrică apar ca câteva aldine dungi orizontale, alunecând încet în sus sau în jos. Frecvența de fluaj este determinată de diferența dintre frecvența câmpurilor de semnal video și frecvența industrială și poate varia de la 0 la 1 Hz. Ca urmare, pe ecran apar dungi staționare sau care se mișcă foarte încet.

Design cablu coaxial

Toți cei care sunt mai mult sau mai puțin conectați cu ingineria radio știe cum funcționează un cablu coaxial. Cu toate acestea, unele aspecte ale designului lor cauzează adesea erori enervante. De exemplu, mulți oameni confundă izolația unui cablu coaxial cu mantaua acestuia.

În cablurile coaxiale RF, izolația este de obicei numită structură care izolează conductorul interior de cel exterior, dar materialul care acoperă exteriorul cablului se numește manta.

În cablurile coaxiale RF, izolația este structura care izolează conductorul interior de conductorul exterior.

De obicei, în cataloage și liste de prețuri, în coloana „Diametru”, diametrul izolației cablului coaxial este indicat fără a ține cont de grosimea împletiturii și a mantalei. Prin urmare, dacă diametrul exterior al cablului este important pentru dvs. (de exemplu, pentru așezarea acestuia prin cutii pre-asamblate de o anumită dimensiune), ar trebui să îl clarificați în prealabil.

Cuprul este unul dintre cei mai buni conductori pentru cablul coaxial. Doar aurul și argintul au indicatori de performanță mai mari (rezistență, coroziune), dar sunt prea scumpe pentru producția de cabluri. Mulți oameni cred că cele mai bune cabluri sunt fabricate din oțel placat cu cupru, dar acest lucru nu este adevărat. Oțelul placat cu cupru este pur și simplu mai ieftin și poate mai rigid, dar pentru cabluri lungi Este mai bine să folosiți cuprul. Cablurile coaxiale din oțel placate cu cupru sunt acceptabile pentru o antenă comunitară unde semnalele transmise sunt modulate în HF (VHF sau UHF, MB sau UHF). Și anume, la frecvențe mai mari, așa-numitul efect de piele (efect de suprafață) este mai pronunțat: semnalul real curge pe suprafața de cupru a conductorului (nu ecranul, ci conductorul central).

SFAT
Atunci când alegeți o marcă de cablu coaxial pentru instalare, acordați preferință cablurilor cu miez de cupru.

De gradul de duritate Cablurile coaxiale pot fi împărțite în 4 grupuri:

flexibil;
semiflexibil;
semi rigid;
greu.

Cablurile flexibile sunt cele care pot rezista până la 50.000 de coturi sau mai mult. Pentru astfel de cabluri, scutul este o împletitură de fire subțiri. Deoarece împletitura nu este un conductor continuu și are o distanță semnificativă între fire, câmpul electromagnetic „se scurge” prin găuri. În plus, pentru curent electric impletitura este o cantitate mare contactele dintre fire, ceea ce duce la o creștere a rezistenței sale și, în cele din urmă, crește atenuarea semnalului în cablurile de acest tip.

Cablurile flexibile nu sunt potrivite pentru transmiterea semnalelor pe distanțe mai mari de 50 m.

ÎN semiflexibil cabluri coaxiale pentru a crește ecranarea și a reduce rezistență electricăși, prin urmare, atenuare, o folie metalică este aplicată mai întâi pe izolație, iar deasupra ei este plasată o împletitură. Aceste cabluri au o atenuare mult mai mică decât cablurile flexibile, dar sunt mult mai puțin flexibile. Astfel de cabluri sunt utilizate pe scară largă în rețele televiziune prin cablu, dar nu au fost utilizate pe scară largă în sistemele de inginerie radio.

Semi rigid Cablurile coaxiale au un conductor exterior solid sudat. În 95% dintre modele, acest conductor are o ondulație spirală sau inelară. Cablurile de acest tip au un coeficient de atenuare scăzut și o ecranare excelentă. În funcție de dimensiune și material de izolare, acestea pot asigura transmisie de putere destul de mare (până la 5 kW la o frecvență de 100 MHz pentru cablul casnic RK50-17-51).

Greu Cablurile coaxiale, mai mult ca conductele de apă decât cablurile de radiofrecvență, sunt concepute în primul rând pentru a transporta semnale de mare putere.

SFAT
Când alegeți un cablu coaxial pentru instalare, utilizați cabluri moi numai pentru jumperi și faceți linia principală din cabluri semi-flexibile.

De remarcat faptul că cablurile de radiofrecvență, amplasate de cele mai multe ori în spații deschise (catarge radio, acoperișuri etc.), trebuie să fie rezistente la temperaturi ridicate și scăzute și la modificările acestora, la umiditate și radiații solare. Pentru a crește rezistența mecanică, unele cabluri coaxiale sunt echipate cu un cablu metalic care preia sarcinile principale.

Cablurile de radiofrecvență, amplasate de cele mai multe ori în spații deschise (catarge radio, acoperișuri etc.), trebuie să fie rezistente la temperaturi ridicate și scăzute și la schimbările de temperatură, umiditate și radiații solare.

După cum sa menționat deja, un cablu coaxial tipic constă dintr-un conductor central, un dielectric intern, un ecran și o manta exterioară (Fig. 1).

Conductorul central al cablului este proiectat să transmită un semnal dintr-un punct în altul. Este realizat din materiale care conduc bine semnalele electrice. De obicei se folosește cuprul, care este potrivit pentru aceste scopuri în ceea ce privește parametrii electrici, mecanici și de cost. Conductorul central poate fi fie monofilar, fie multinucleu.

Nucleu unic– acesta este un conductor central realizat sub forma unui conductor drept. Conductorul solid este bine format, dar nu foarte flexibil. Prin urmare, cablurile cu un singur conductor sunt de obicei utilizate în instalațiile fixe.

Răsucit eșuat- este un conductor format din mai multe conductoare subtiri rasucite intre ele. Aceste cabluri sunt flexibile, mai ușoare și sunt utilizate în principal în instalațiile mobile. Cu toate acestea, caracteristicile unui astfel de cablu vor fi ușor mai mici decât un cablu cu un conductor unic de aceeași dimensiune.

Dielectric intern, numită și izolație internă a cablurilor, joacă un rol important în cablurile coaxiale. În primul rând, este un material care izolează conductorul central de scut. Dar, în plus, determină impedanța și capacitatea cablului. De obicei în cabluri scop general Se folosește polietilenă, iar polimerii care conțin fluor sunt utilizați pentru a produce cabluri neinflamabile.

Cablurile ieftine au un dielectric din polietilenă solidă. Producătorii mai serioși folosesc polietilenă spumă, care asigură o atenuare liniară mai mică a semnalului în cablu la frecvențe înalte.

Este de remarcat faptul că unii producători spumează chimic dielectricul. Rezultatul este un compus de polietilenă cu densitate scăzută care este susceptibil la deteriorări mecanice și instabil la influențele mediului sub formă de temperatură și umiditate.

Cablul de cea mai înaltă calitate este obținut cu un dielectric spumat fizic (polietilenă spumă injectată cu gaz). Conține până la 60% bule de aer, reducând astfel atenuarea frecvențelor înalte ale semnalului. Din punct de vedere al rezistenței, polietilena spumată fizic nu diferă de polietilena solidă nespumă obișnuită, oferind flexibilitatea și rezistența necesare la stres mecanic. Și în sfârșit, fiind foarte rezistent la fluctuațiile de temperatură și umiditate, dielectricul spumat fizic va asigura parametrii stabili și funcționarea pe termen lung a cablului.

SFAT
Atunci când alegeți o marcă de cablu coaxial pentru instalare, acordați prioritate cablurilor cu dielectric spumat fizic.

Ecranîndeplinește două roluri importante. Acesta acționează ca un al doilea conductor conectat la firul comun de împământare al echipamentului. În același timp, protejează conductorul de semnal de radiațiile străine. Exista diverse metode ecranare pentru cabluri care execută diverse sarcini. Acestea includ folie, ecran împletit și combinații folie/împletitură.

Tresă- un ecran care este alcătuit din mulți conductori subțiri țesute într-o plasă care închide un conductor central cu un dielectric intern. Impletitura are de obicei o rezistență mai mică decât folia și are o rezistență mai bună la câmpurile electromagnetice străine și interferențe electromagnetice. Braid poate fi combinat cu alte tipuri de scuturi, cum ar fi folie de aluminiu sau cupru, pentru a oferi procentul de ecranare necesar.

Folia poate oferi până la 100% ecranare atunci când este combinată cu împletitură. Având în vedere că împletitura poate oferi o eficiență de ecranare de până la 90%, pentru a obține 100% aveți nevoie de două împletituri, ceea ce crește semnificativ costul cablului, greutatea acestuia și afectează flexibilitatea. Este mult mai ușor să obțineți o eficiență de ecranare de 100% folosind o combinație de împletitură și folie.

Oferă protecția necesară componentelor interne ale cablului înveliș exterior. Mantaua protejează cablul de climă, substanțe chimice și expunerea la lumina soarelui. În funcție de tipul de manta, cablurile pot fi împărțite în cabluri standard și speciale.

Un cablu standard are o înveliș obișnuit, cel mai adesea din clorură de polivinil, care protejează cablul (sau multinucleu) de stres mecanic și umiditate și joacă, de asemenea, rolul de izolație electrică.

Pentru a transmite semnale RGBHV, S-Video și componente, mai multe cabluri coaxiale pot fi combinate într-un multinucleu (Fig. 6) cu o manta comună. Numărul de cabluri coaxiale într-un multinucleu poate fi de la doi la șase; în plus, perechi audio echilibrate și conductori de putere pot fi adăugate la un multinucleu, ceea ce le face și mai versatile.

Umplut(Plenum) - instalarea standard presupune așezarea cablurilor prin pereți și tavane. Un posibil incendiu în interiorul unei clădiri impune solicitări speciale pentru mantaua cablului. Cablurile de tip Plenum au o manta rezistenta la foc, care foloseste compusi speciali. Acest lucru asigură o inflamabilitate scăzută și o emisie de fum dacă cablul este expus la foc. Un astfel de cablu poate fi așezat fără conductă, ceea ce reduce costurile de instalare.

Fără halogen– emisie redusă de fum și vapori, absența halogenilor în materialul mantalei cablului sunt impuse de reglementările europene de siguranță (test de inflamabilitate IEC33203, test de emisie de fum IEC61034, rezistență la coroziune IEC754-1).

Orez. 6 Secțiune transversală multicore

SFAT
Pentru transmiterea unui număr mare de semnale tipuri diferite utilizați multicore pe un singur cablu.

În timpul instalării, trebuie acordată o atenție deosebită prevenirii pătrunderii umezelii în cablu. Această problemă este deosebit de acută atunci când se utilizează cabluri cu izolație de cablu. În primul rând, este necesar să sigilați (rezistent la umiditate) cablul atunci când instalați conectori.

O clasă separată de cabluri coaxiale constă din cabluri pentru instalarea subterană.

Când se construiește o cale de alimentare antenă (AFT), de obicei este urmată următoarea schemă. Un cablu semirigid cu caracteristici bune. Acestea sunt conectate direct la echipamentul radio la un capăt și la antenă la celălalt folosind secțiuni scurte de cablu flexibil, așa-numitul. jumperii (Fig. 7). Această schemă este convenabilă și benefică din punct de vedere economic, deoarece Dacă conectați un cablu semirigid direct la dispozitive, atunci, din cauza razei mari de îndoire, ar trebui să utilizați cu cel puțin 6 m mai mult cablu, iar acesta este mai scump decât doi jumperi scurti și este pur și simplu incomod pentru a întreține echipamentul. fără săritori. Cu toate acestea, atunci când funcționează la frecvențe suficient de înalte (800-900 MHz), chiar și jumperele scurte de pe cablurile flexibile pot slăbi și distorsiona semnificativ semnalul. Prin urmare, este mai oportun să folosiți un cablu subțire semirigid ca jumperi în această parte a AFL, deoarece Diferența de preț dintre ele față de întregul AFT este nesemnificativă.

Orez. 7 Jumper coaxial

Există trei tipuri de conectori BNC: filetate, lipite și sertizate.

Un alt element important atunci când conectați un cablu coaxial la echipament este conectorul (conectorul). Atunci când selectați acest dispozitiv aparent simplu, trebuie să vă ghidați după două criterii: caracteristici electrice bune și ușurință în terminarea cablului.

Conectori

În televiziune, se folosește pe scară largă o terminație de cablu coaxial, care se numește conector BNC (după primele litere ale numelor de familie ale creatorilor Bayonet-Neil-Concelman). Există trei tipuri de conectori BNC: filetate, lipite și sertizate.

Orez. 8 conector tip BNC (cablu)

Din punct de vedere structural, conectorul arată astfel: în interiorul unui manșon metalic cu un cuplaj de blocare cu alunecare (când este rotit, conexiunea detașabilă este fixată în siguranță) există un contact de semnal central subțire. Pe cealaltă parte a manșonului există un tub de contact pentru împletitura ecranului. Conductorul de semnal trece prin acest tub și este introdus într-un știft care se potrivește în contactul central. Pe tubul de contact este pus un alt tub, care, de fapt, este sertizat cu o unealtă specială. Contactul central este nichelat, placat cu argint și auriu. Manșonul în sine este cel mai adesea nichelat.

SFAT
Experiența a demonstrat că conectorii BNC sertizat sunt cei mai fiabili. Au nevoie de unelte speciale și scumpe de sertizare, dar merită cheltuiala. Mai mult de 50% dintre problemele întâlnite în timpul instalării sistemului sunt rezultatul unei terminații slabe sau incorecte a cablului.

Cei mai obișnuiți conectori BNC sunt conectorii plug-in (conexiuni de contact tată). Există, de asemenea, conectori femele, adaptoare în unghi drept, adaptoare BNC-la-BNC (numite adesea „butoaie”), terminații de 75 ohmi (sau „încărcări false”), BNC la alte tipuri de conexiune etc. d.

Pentru echipamentele de consum, cablul coaxial poate fi tăiat într-un conector RCA (cunoscut și sub denumirea de conector „lalea” datorită formei în formă de floare a conectorilor mai vechi). Acesta este un conector foarte simplu și ieftin, dar este conceput exclusiv pentru utilizare în interior și nu este potrivit pentru echipamente profesionale.

Orez. 9

Conectorii RCA sunt utilizați pentru transmisia dezechilibrate a semnalelor analogice la nivel de linie, în principal de la diferite dispozitive de înregistrare. În plus, acest conector este utilizat în interfața digitală SPDIF. Cunoscuta companie Canare produce conectori RCA de tip sert pentru instalare pe fire coaxiale.

RCA este un conector în mod inerent „greșit”, deoarece conectarea contactului de semnal al mufei la contactul de semnal al prizei are loc înainte de conectarea contactelor de masă. Unele companii, cum ar fi Neutrik, fac mufe în stil RCA cu un pin de masă extins cu arc care se conectează la pinul de împământare al mufei înainte de pinul de semnal.

SFAT
Dacă este posibil, evitați utilizarea conectorilor de tip RCA.

Toți conectorii RCA pot fi împărțiți în două grupuri. Unele sunt concepute pentru a transmite un semnal analogic, iar al doilea sunt concepute pentru a transmite semnal digital SPDIF, drept urmare au o impedanță caracteristică de 75 Ohmi. Cablajul (sau sertizarea) ambilor conectori este complet neechivoc: contactul central este semnal, iar cilindrul din jurul contactului central este comun.

Reguli pentru tăierea conectorilor

Nu folosiți niciodată instrumente improvizate pentru a tăia conectorii - puteți deteriora cu ușurință miezul central și ecranul cablului. Folosiți instrumentul special de dezipare și sertizare a cablurilor prezentat în Fig. 7 și 8.
Selectați conectorii de cablu care se potrivesc cu tipul de cablu selectat. Dacă cablul este mai gros decât diametrul din tija conectorului, nu va fi posibilă asamblarea acestuia, iar dacă este mai subțire, primul remorcher accidental va trage cablul din conector.
Când tăiați, nu folosiți mult efort fizic. Dacă conectorul nu se asambla, atunci faci ceva greșit.

Această invenție engleză este cunoscută încă din secolul al XIX-lea. De bază caracteristica de proiectare se consideră că doi conductori sunt amplasați pe aceeași axă și despărțiți în învelișul exterior printr-un material dielectric. La început, cablul coaxial a fost folosit în public antene TV pentru transmiterea unui semnal către televizoare. Ulterior, a devenit utilizat pe scară largă în rețelele de calculatoare, televiziunea prin cablu, sistemele de supraveghere video și alte sisteme radio de inginerie.

În prezent, cablul coaxial este înlocuit treptat cu cel modern de mare viteză tehnologii wireless transmisia de date, cu toate acestea, în zonele sale tradiționale, continuă să se bucure de o cerere stabilă și constantă.

Proiectare și principiu de funcționare

Cel mai simplu design de cablu coaxial constă dintr-un miez de cupru închis în izolație, un scut metalic împletit și o manta exterioară. În unele modificări există un strat suplimentar de folie, ceea ce înseamnă ecranare dublă. Cea mai puternică interferență este depășită de cablurile care conțin patru ecrane, inclusiv două straturi de folie și două straturi de împletitură metalică. Acesta este cel mai simplu răspuns la întrebarea cum arată acest design și ce conține în interior.

Unele cabluri pot fi acoperite la exterior cu o plasă metalică, care acționează ca un ecran suplimentar. Oferă protecţie fiabilă datele transmise prin cablu, absorbind simultan interferența sau zgomotul sub formă de semnale electromagnetice externe. Prezența unui astfel de ecran nu permite interferențelor să distorsioneze datele transmise.

Codificarea datelor se realizează folosind semnale electrice transmise de-a lungul miezului. Poate fi continuu si consta dintr-un fir de cupru sau mai multe fire. Miezul este înconjurat de un strat de izolație care îl separă de împletitura metalică. Impletitura în sine acționează ca o masă, eliminând zgomotul electric și diafonia. Această interferență este o interferență electrică cauzată de firele din apropiere.

Contactul dintre împletitura metalică și miezul conductor nu este permis, deoarece acest lucru poate duce la scurt circuit. Interferența va pătrunde în miez și va distruge datele transmise. Protecție suplimentară împotriva interferențelor este asigurată de mantaua exterioară neconductivă, care poate fi din cauciuc, plastic sau teflon.

Unde este folosit?

Până de curând, cablul coaxial a fost utilizat pe scară largă în diverse domenii. Caracteristicile sale tehnice au asigurat o protecție fiabilă împotriva interferențelor și o rată de transfer de date ridicată pe distanțe lungi. Unele calități ale cablurilor sunt semnificativ mai mari decât cele ale . Prin urmare, nimeni nu a întrebat de ce a fost nevoie de un astfel de cablu. Cu toate acestea, de-a lungul timpului, perechea răsucită a început să fie folosită din ce în ce mai des, deoarece instalarea sa este mult mai simplă și mai rapidă în comparație cu cablul coaxial, al cărui cost este și mai mare.

Cu toate acestea, aceste cabluri sunt utilizate pe scară largă pentru a conecta local retele de calculatoare, în special în cazul în care se utilizează o configurație de magistrală. În aceste cazuri, capetele fiecărei linii sunt echipate cu terminatoare speciale care împiedică reflexiile interne ale semnalului. Unul dintre aceste terminatoare trebuie să fie împământat, în caz contrar, împletitura metalică nu va putea proteja rețeaua de interferențe externe și va reduce radiația în mediul extern la transmiterea informațiilor. În plus, este asigurată viteza necesară a cablului coaxial.

Pe lângă autobuze, aceste produse pot fi utilizate în configurații de rețea stea și pasivă. Astfel de conexiuni sunt mult mai ușor de realizat, deoarece terminatoarele externe nu sunt instalate la capete.

Cablurile de acest tip sunt folosite cu succes pentru transmiterea semnalelor de înaltă frecvență în diverse sisteme electronice și electrice.

Acestea sunt diferite tipuri de comunicare
Calculatoare și rețele de difuzare
Dispozitive de alimentare cu antenă
Sisteme de control si supraveghere video
Automatizari si sisteme de alarma
sisteme de masurare, telecomandă si control
Cablurile coaxiale sunt utilizate în echipamentele militare și în multe alte aplicații speciale.

Tipuri de cabluri coaxiale

Toate cablurile coaxiale, în conformitate cu caracteristici tehnice, au două soiuri principale.

Prima opțiune include un cablu coaxial subțire cu un diametru de cel mult 5 mm, caracterizat printr-o flexibilitate sporită. Este folosit pentru a transfera la distante scurte, deoarece atenuarea semnalului în acesta are loc mult mai rapid în comparație cu o structură mai groasă. Cablurile subțiri sunt considerate cea mai optimă opțiune pentru pozare rețele localeși conexiuni la calculatoare individuale. Utilizarea conectorilor speciali simplifică foarte mult instalarea, iar designul în sine nu necesită echipamente suplimentare.

Al doilea tip principal este cablul coaxial gros clasic, al cărui diametru este de aproximativ 10 mm. Se caracterizează printr-o rigiditate crescută; instalarea necesită dispozitive speciale scumpe. Costul unui cablu gros este, în medie, de două ori mai scump decât unul subțire, așa că este folosit mult mai rar, în cazurile în care este absolut imposibil să se facă fără el. Întârzierea de propagare a semnalului într-un cablu gros este de aproximativ 4,5 ns/m, iar într-un cablu subțire este de 5 ns/m.

Unele tipuri de cabluri coaxiale vin cu două ecrane, dintre care unul se potrivește în celălalt. Un strat izolator suplimentar este folosit pentru a le separa. Datorită acestui fapt, sunt mult mai bine protejați de interferențe și de interceptări, motiv pentru care sunt la mare căutare, în ciuda costului lor mai mare.

Există un alt tip de aceste produse - cablu de alimentare coaxial, utilizat în inginerie electrică. Este folosit pentru transmiterea și distribuirea energiei electrice în rețelele de energie și iluminat. Designul constă dintr-un fir intern cu un singur conductor și un conductor exterior cu mai multe fire. Izolația este așezată între ele, iar întregul cablu este protejat în întregime de o manta dielectrică exterioară din plastic, completată de conductori de oțel sub formă de armături conductoare.

Un dezavantaj semnificativ al acestui design este greutatea mare a unui metru liniar de cablu, ceea ce face imposibilă utilizarea acestuia în liniile aeriene. Există un pericol real de lăsare și rupere.

Caracteristicile cablului coaxial

Indiferent de tip, toate cablurile de acest tip au caracteristici tehnice comune. Una dintre cele principale este impedanța caracteristică a cablului coaxial, care determină calitatea conductorului și a semnalului final transmis. Acest parametru este complet influențat de materialul conductorului și de proprietățile acestuia - constantă dielectrică, capacitate, inductanță și rezistivitate. Atenuarea liniară la diferite frecvențe depinde și de materialul conductorului. Puterea semnalului scade pe măsură ce distanța de transmisie crește sau scade.

Există concepte precum capacitatea liniară și inductanța. În primul caz, cablul este caracterizat de capacitatea de a acumula o încărcare, iar în al doilea - de capacitatea de a crea un câmp magnetic. Alte caracteristici - diametrul miezului central, diametrul interior al ecranului, diametrul exterior al carcasei și altele - sunt utilizate în calcule înainte de instalare pentru a determina corect locația de instalare care garantează funcţionare corectă intregul cablu.

Marcaje pentru cabluri coaxiale

Fiecare cablu are propriul său marcaj care conține caracteristici scurte unul sau altul produs. Acest lucru face mult mai ușor să alegeți cea mai potrivită opțiune.

De exemplu, marca KMB-4 corespunde unui cablu coaxial principal într-o manta de plumb cu armura de tip B. Contine 4 perechi coaxiale si 5 cvadruple de fire de cupru in izolatie de hartie, dispuse simetric. În funcție de marcaj, se schimbă și scopul unui anumit cablu.

Principalele soiuri sunt: cablu KMG - cablu principal coaxial gol, așezat în canalizare, KMK - cu armătură de sârmă rotundă pentru așezarea sub apă, KMABp - cu manta de aluminiu, rezistentă la furtuni. Toate datele despre toate tipurile cunoscute de cabluri sunt rezumate în tabele speciale plasate în cărți de referință, de unde puteți obține toate informațiile necesare.

Un cablu coaxial este un cablu electric format dintr-un fir central de cupru și o împletitură metalică (ecran), separate printr-un strat de dielectric (izolație internă) și plasate într-o manta comună exterioară (Fig. 3).

Orez. 3. Cablu coaxial

Până de curând, cablul coaxial a fost foarte popular, ceea ce se datorează imunității sale ridicate la zgomot (mulțumită împletiturii metalice), lățimi de bandă mai largi decât cablurile cu perechi răsucite (peste 1 GHz) și distanțe mari de transmisie permise (până la un kilometru). Este mai dificil să se conecteze mecanic la acesta pentru interceptări neautorizate ale rețelei; de asemenea, produce mai puține radiații electromagnetice în exterior. Cu toate acestea, instalarea și repararea cablului coaxial este mult mai complicată decât cablul cu pereche răsucită, iar costul acestuia este mai mare (este de aproximativ 1,5 - 3 ori mai scump). Instalarea conectorilor la capetele cablului este, de asemenea, mai dificilă. În zilele noastre este folosit mai rar decât perechea răsucită. Standardul EIA/TIA-568 include un singur tip de cablu coaxial utilizat într-o rețea Ethernet.

Cablul coaxial este utilizat în principal în rețelele cu topologie magistrală. În acest caz, terminatoarele trebuie instalate la capetele cablului pentru a preveni reflexiile interne ale semnalului, iar unul (și doar unul!) dintre terminatori trebuie să fie împământat. Fără împământare, împletitura metalică nu protejează rețeaua de interferențe electromagnetice externe și nu reduce radiația informațiilor transmise prin rețea în mediul extern. Dar atunci când împământarea este împămânțată în două sau mai multe puncte, nu numai echipamentele de rețea, ci și computerele conectate la rețea pot eșua.

Terminatoarele trebuie să fie potrivite cu cablul; rezistența lor trebuie să fie egală cu impedanța caracteristică a cablului. De exemplu, dacă se folosește un cablu de 50 ohmi, numai terminatoarele de 50 ohmi sunt potrivite pentru acesta.

Mai rar, cablurile coaxiale sunt utilizate în rețelele cu topologie în stea (de exemplu, o stea pasivă într-o rețea Arcnet). În acest caz, problema de potrivire este simplificată semnificativ, deoarece nu sunt necesare terminatoare externe la capete libere.

Impedanța caracteristică a cablului este indicată în documentația însoțitoare. Cel mai adesea, cablurile de 50 ohmi (RG-58, RG-11, RG-8) și 93 de ohmi (RG-62) sunt utilizate în rețelele locale. Cablurile de 75 ohmi, comune în tehnologia televiziunii, sunt rareori folosite în rețelele locale. Există puține mărci de cablu coaxial. El nu este considerat deosebit de promițător. Nu este o coincidență că rețeaua FastEthernet nu prevede utilizarea cablurilor coaxiale. Cu toate acestea, în multe cazuri, o topologie clasică de magistrală (mai degrabă decât o stea pasivă) este foarte convenabilă. După cum sa menționat deja, nu necesită utilizarea de dispozitive suplimentare - concentratoare.

Există două tipuri principale de cablu coaxial:

Cablul subțire, având un diametru de aproximativ 0,5 cm, este mai flexibil;

Cablul gros, de aproximativ 1 cm în diametru, este mult mai rigid. Este o versiune clasică a cablului coaxial, care a fost aproape complet înlocuită cu un cablu subțire modern.

Un cablu subțire este utilizat pentru transmiterea pe distanțe mai scurte decât unul gros, deoarece semnalul din acesta este mai atenuat. Dar un cablu subțire este mult mai convenabil de lucrat: poate fi direcționat rapid către fiecare computer, în timp ce un cablu gros necesită fixare rigidă pe peretele camerei.

Conectarea la un cablu subțire (folosind conectori BNC de tip baionetă) este mai simplă și nu necesită echipament suplimentar. Și pentru a vă conecta la un cablu gros, trebuie să utilizați dispozitive speciale, destul de scumpe, care îi străpung carcasa și stabilesc contact atât cu miezul central, cât și cu ecranul. Un cablu gros este de aproximativ de două ori mai scump decât un cablu subțire, așa că cablul subțire este folosit mult mai des.

Ca și în cazul cablurilor cu perechi răsucite, un parametru important al unui cablu coaxial este tipul de manta exterioară pe care o are. În mod similar, în acest caz, sunt utilizate atât cabluri non-plenum (PVC) cât și cabluri plenum. Desigur, cablul de teflon este mai scump decât clorura de polivinil. În mod obișnuit, tipul de manta poate fi distins prin culoare (de exemplu, Belden folosește galben pentru cablul din PVC și portocaliu pentru cablul de teflon).

Valorile tipice ale întârzierii de propagare a semnalului într-un cablu coaxial sunt de aproximativ 5 ns/m pentru un cablu subțire și de aproximativ 4,5 ns/m pentru un cablu gros.

Există opțiuni pentru cablu coaxial dublu ecranat (un ecran este situat în interiorul celuilalt și este separat de acesta printr-un strat suplimentar de izolație). Astfel de cabluri au o imunitate mai bună la zgomot și protecție la interceptări, dar sunt puțin mai scumpe decât cele obișnuite.

În prezent, cablul coaxial este considerat învechit; în cele mai multe cazuri, acesta poate fi înlocuit cu pereche torsadată sau cablu cu fibră optică. Și noi standarde pentru sisteme de cabluri nu-l mai include în lista de tipuri de cabluri.

Cablu coaxial(din latină co - împreună și axa - axă, adică coaxiale; colocvial coaxiale din engleza coaxial) - un cablu electric format dintr-un conductor central și un ecran, situat coaxial și separat prin material izolator sau un spațiu de aer. Folosit pentru a transmite semnale electrice cu frecvență radio. Se deosebește de firul ecranat, utilizat pentru transmiterea de curent electric continuu și semnale de joasă frecvență, printr-o secțiune transversală mai uniformă în direcția axei longitudinale (forma secțiunii transversale, dimensiunile și valorile parametrilor electromagnetici ai materialelor). sunt standardizate) și utilizarea materialelor de calitate superioară pentru conductorii electrici și izolații. Inventat și patentat în 1880 de către fizicianul britanic Oliver Heaviside.

Cablu coaxial „Televiziune” tip RG-59, utilizat pentru conectarea unei antene la un receptor de televiziune

Dispozitiv [ | ]

Cablul coaxial (vezi figura) este format din:

Datorită coincidenței axelor ambilor conductori într-un cablu coaxial ideal, ambele componente ale câmpului electromagnetic sunt complet concentrate în spațiul dintre conductori (în izolație dielectrică) și nu se extind dincolo de cablu, ceea ce elimină pierderea electromagnetică. energie prin radiație și protejează cablul de interferențe electromagnetice externe. În cablurile reale, emisia limitată de radiații și sensibilitatea la interferențe sunt cauzate de abaterile de geometrie de la idealitate. Toate semnalele utile sunt transmise prin conductorul intern.

Istoria creației[ | ]

1855 - William Thomson examinează cablul coaxial și obține o formulă pentru capacitatea liniară.
1880 - Oliver Heaviside primește brevetul britanic nr. 1407 pentru cablu coaxial.
1884 - Siemens & Halske brevetează cablul coaxial în Germania (brevet nr. 28978, 27 martie 1884).
1894 - Nikola Tesla a brevetat un conductor electric pentru curenți alternativi (brevet nr. 514167).
1929 - (în engleză Lloyd Espenschied) și Herman Effel de la AT&T Bell Telephone Laboratories au brevetat primul cablu coaxial modern.
1936 - AT&T a construit o linie experimentală de transmisie de televiziune prin cablu coaxial între Philadelphia și New York.
1936 - prima transmisie prin cablu coaxial de la Jocurile Olimpice de la Berlin de la Leipzig.
1936 - între Londra și Birmingham serviciu poștal(acum BT) a pus un cablu pentru 40 de numere de telefon.
1941 - Prima utilizare comercială a sistemului L1 în Statele Unite de către AT&T. Un canal TV și 480 de numere de telefon au fost lansate între Minneapolis (Minnesota) și Stevens Point (Wisconsin).
1956 - a fost construită prima linie coaxială transatlantică.

Aplicație [ | ]

Scopul principal al unui cablu coaxial este transmiterea de semnale de înaltă frecvență în diferite domenii ale tehnologiei:

Pe lângă transmisia semnalului, secțiunile de cablu pot fi utilizate în alte scopuri:

Există cabluri coaxiale pentru transmiterea semnalelor de joasă frecvență (în acest caz, împletitura servește ca ecran) și pentru curent continuu tensiune înaltă. Pentru astfel de cabluri, impedanța caracteristică nu este standardizată.

Clasificare [ | ]

După scop- pentru sisteme de televiziune prin cablu, pentru sisteme de comunicații, aviație, tehnologie spațială, retele de calculatoare, aparate electrocasnice etc.

Denumiri internaționale[ | ]

Sistemele de notație în tari diferite sunt stabilite de standarde internaționale, naționale, precum și de standardele proprii ale producătorilor (cele mai comune serii de mărci sunt RG, DG, SAT).

Categorii [ | ]

Cablurile sunt clasificate conform scalei Radio Guide. Cele mai comune categorii de cabluri:

RG-58/U - conductor central solid,
RG-58A/U - conductor central spiralat,
RG-58C/U - cablu militar;

Ethernet subțire[ | ]

A fost cel mai comun cablu pentru construirea rețelelor locale. Diametrul de aproximativ 6 mm și flexibilitatea considerabilă au permis să fie așezat aproape în orice loc. Cablurile au fost conectate între ele și la placa de rețea din computer folosind un conector BNC T. Cablurile ar putea fi conectate între ele folosind BNC (conexiune directă). Terminatoarele trebuie instalate la ambele capete ale segmentului. Suportă transfer de date de până la 10 Mbps pe o distanță de până la 185 m.

Ethernet „gros”.[ | ]

Cablul era mai gros decât cel anterior - aproximativ 12 mm în diametru și avea un conductor central mai gros. Nu s-a îndoit bine și a avut un cost semnificativ. În plus, au existat unele dificultăți la conectarea la un computer - au fost folosite transceiver AUI (Attachment Unit Interface), conectate la card de retea folosind o ramură care străpunge cablul, așa-numitul. „vampiri”. Datorită conductorului mai gros, transmisia datelor s-ar putea realiza pe o distanță de până la 500 m la o viteză de 10 Mbit/s. Cu toate acestea, complexitatea și costul ridicat de instalare nu au oferit acestui cablu o distribuție atât de largă precum RG-58. Din punct de vedere istoric, cablul proprietar RG-8 era de culoare galbenă, motiv pentru care uneori puteți vedea numele „Yellow Ethernet”.

Elemente auxiliare ale căii coaxiale[ | ]

Conectori coaxiali - pentru conectarea cablurilor la dispozitive sau conectarea lor între ele, uneori cablurile sunt eliberate din producție cu conectorii instalați.
Tranziții coaxiale - pentru interconectarea cablurilor cu conectori nepereche.
Teuri coaxiale, cuplaje direcționale și circulatoare - pentru ramificații și robinete în rețelele de cablu.
Transformatoare coaxiale - pentru potrivirea impedanței caracteristice atunci când conectați un cablu la un dispozitiv sau cabluri între ele.
Terminal și prin sarcini coaxiale, de regulă, potrivite - pentru a stabili moduri necesare valuri în cablu.
Atenuatoare coaxiale - pentru a atenua nivelul semnalului din cablu la valoarea cerută.
Supape de ferită - pentru a absorbi valul de retur în cablu.
Descărcătoare de trăsnet pe bază de izolatoare metalice sau dispozitive de descărcare în gaz - pentru a proteja cablurile și echipamentele de descărcările atmosferice.
Întrerupătoare coaxiale, relee și dispozitive electronice de comutare coaxiale - pentru comutarea liniilor coaxiale.
Tranziții coaxiale-ghid de undă și coaxial-bandă, balunuri - pentru conectarea liniilor coaxiale cu ghid de undă, linii de bandă și cele simetrice cu două fire.
Capetele detectoare de trecere și terminale - pentru monitorizarea semnalului de înaltă frecvență din cablu de-a lungul anvelopei acestuia.

Principalele caracteristici standardizate[ | ]

Calculul caracteristicilor[ | ]

Determinarea capacității liniare, a inductanței liniare și a impedanței caracteristice a unui cablu coaxial folosind dimensiuni geometrice cunoscute se realizează după cum urmează.

Mai întâi trebuie să măsurați diametrul interior D ecran prin îndepărtarea învelișului de protecție de la capătul cablului și înfășurarea împletiturii (diametrul exterior al izolației interioare). Apoi măsurați diametrul d miezul central, având în prealabil îndepărtat izolația. Al treilea parametru al cablului care trebuie cunoscut pentru a determina impedanța caracteristică este constanta dielectrică ε a materialului izolator intern.

Capacitate liniară C h(în Sistemul Internațional de Unități (SI), rezultatul este exprimat în faradi pe metru) se calculează folosind formula pentru capacitatea unui condensator cilindric:

C h = 2 π ε 0 ε ln ⁡ (D / d) , (\displaystyle C_(h)=(\frac (2\pi \varepsilon _(0)\varepsilon )(\ln(D/d))) ,)

Inductanță liniară L h(în sistemul SI, rezultatul este exprimat în henry pe metru) se calculează folosind formula

L h = μ 0 μ 2 π ln ⁡ (D / d) , (\displaystyle L_(h)=(\frac (\mu _(0)\mu )(2\pi ))\ln(D/d) ,)

Z = L h C h = 1 2 π μ μ 0 ε ε 0 ln ⁡ D d ≈ log ⁡ (D / d) ε ⋅ 138 Ω (\displaystyle Z=(\sqrt (\frac (L_(h)))( C_(h))))=(\frac (1)(2\pi ))(\sqrt (\frac (\mu \mu _(0)))(\varepsilon \varepsilon _(0))))\ln (\frac (D)(d))\aprox (\frac (\lg(D/d))(\sqrt (\varepsilon )))\cdot 138~\Omega )

(egalitatea aproximativă este valabilă în ipoteza că μ = 1).

Impedanța caracteristică a unui cablu coaxial poate fi determinată și folosind nomograma prezentată în figură. Pentru a face acest lucru, trebuie să conectați punctele de pe scară cu o linie dreaptă D/d(raportul dintre diametrul interior al ecranului și diametrul miezului intern) și pe scara ε (constanta dielectrică a izolației interne a cablului). Punctul de intersecție al dreptei trasate cu scara R nomograma corespunde impedanței caracteristice dorite.

Viteza de propagare a semnalului în cablu este calculată prin formula

v = 1 ε ε 0 μ μ 0 = c ε μ , (\displaystyle v=(\frac (1)(\sqrt (\varepsilon \varepsilon _(0))\mu \mu _(0))))=( \frac (c)(\sqrt (\varepsilon \mu ))),)

Unde c- viteza luminii. Când se măsoară întârzierile traseului, se proiectează linii de întârziere a cablurilor etc., poate fi util să se exprimi lungimea cablului în nanosecunde, ceea ce se face prin utilizarea vitezei inverse a semnalului, exprimată în nanosecunde pe metru: 1/ v = √ ε 3,33 ns/m.

Tensiunea electrică maximă transmisă de un cablu coaxial este determinată de rigiditatea dielectrică S izolator (în volți pe metru), diametrul conductorului interior (deoarece intensitatea maximă a câmpului electric într-un condensator cilindric se realizează în apropierea plăcii interioare) și, într-o măsură mai mică, diametrul conductorului exterior:

V p = S d 2 ln ⁡ (D / d) . (\displaystyle V_(p)=(\frac (Sd)(2))\ln(D/d).)

Vezi si [ | ]

Note [ | ]

Literatură [ | ]

N. I. Belorussov, I. I. Grodnev. Cabluri de radiofrecvență. Ed. a II-a, revizuită. - M.-L.: Gosenergoizdat, 1959.
T. I. Izyumova, V. T. Sviridov. Ghide de undă, linii coaxiale și în bandă. - M.: Eneriya, 1975.
D. Ya. Galperovici, A. A. Pavlov, N. N. Hrenkov. Cabluri de radiofrecvență. - M.: Energoatomizdat, 1990.
Cabluri, fire și cordoane electrice: Director/N. I. Belorussov, A. E. Saakyan, A. I. Yakovleva: Ed. N.I.Belorussova. - Ed. a 5-a, revizuită. si suplimentare - M.: Energoatomizdat, 1987. - 536 p.; bolnav.
Comunicare radio amator pe HF. Ed. B. G. Stepanova. - M.: Radio și comunicare, 1991.
Carte de referință pentru designerul de radio amator. Ed. N.I. Chistyakova. - M.: Radio și comunicare, 1990.
J. Davis, J. J. Carr. Ghid de buzunar al inginerului radio. Pe. din engleza - M.: Dodeka-XXI, 2002.
Kashkarov A.P. Carte de referință populară pentru radioamatorii.- M.: IP „RadioSoft”, 2008. - 416 p.: ill. Vezi p. 250.

Documentație de reglementare și tehnică

GOST 11326.0-78. Cabluri de radiofrecvență. Conditii tehnice generale.
IEC 60078(1967). Cabluri coaxiale de radiofrecvență. Impedanță și dimensiuni caracteristice.
IEC 60096-1(1986). Cabluri de radiofrecvență. Partea 1: Cerințe generale și metode de măsurare.
IEC 60096-2(1961). Cabluri de radiofrecvență. Partea 2: Specificații tehnice particulare pentru cabluri.
Caracteristicile electrice ale cablurilor coaxiale. CQHAM.RU

Cablu coaxial. Ce este asta?

Probabil ați auzit astfel de fraze de mai multe ori pereche răsucită, fir ecranatși semnal de înaltă frecvență? Asa de, cablu coaxial- acest soi pereche răsucită, dar cu imunitate mult mai mare la zgomot, cel mai potrivit conductor pentru semnalul RF.

Este alcătuit dintr-un miez central (conductor), un strat ecranat (ecran) și două straturi izolatoare.

Izolatorul intern servește la izolație miez de cablu coaxial de pe ecran, extern - pentru a proteja cablul de deteriorări mecanice și izolație electrică.

Protecție la interferența cablului coaxial. Cauza interferenței

Ce este interferența într-un cablu non-coaxial?

Merită să tratați imediat problema protecției împotriva interferențelor. Să rezolvăm principii generale natura apariției lor și influența interferenței asupra transmiterii informațiilor.

Deci, știm cu toții că există unele interferențe în liniile electrice. Ele reprezintă supratensiuni și, dimpotrivă, scăderi ale tensiunii nominale (ce ar trebui să fie) în cablu (în fir). Pe grafic (tensiunea în cablu în funcție de timp), interferența arată astfel:

Cauza interferenței sunt câmpurile electromagnetice de la alte semnale și cabluri. După cum știm de la cursul de fizică din școală, electricitatea are două componente - electrică și magnetică. Primul reprezintă fluxul de curent printr-un conductor, iar al doilea reprezintă câmpul electromagnetic care creează curentul.

Câmpul electromagnetic se propagă într-un mediu sferic până la infinit. Trecând neprotejat de interferențe (nu coaxial) cablu, semnalul electromagnetic afectează componenta magnetică a semnalului electric din cablu și provoacă interferențe în acesta, deviând tensiunea semnalului de la cea nominală.

Imaginați-vă că procesăm (citim) un semnal de 10 V cu un anumit frecvența ceasului, de exemplu la 1 Hz. Aceasta înseamnă că luăm instantaneu citiri ale tensiunii de linie în fiecare secundă. Ce se întâmplă dacă, tocmai în momentul citirii, interferența abate foarte mult tensiunea, de exemplu de la 10 volți la 7,4 volți? Așa e, eroare, considerăm informații false! Să ilustrăm acest punct:

Dar trebuie să ne amintim că tensiunea se măsoară din carcasă (sau din minus). Și truc este că în electronica radio (în electronica semnalelor de înaltă frecvență) este tocmai interferențe de înaltă frecvență, și aici este, strict vorbind, adevărul: în momentul în care interferența acționează asupra miezul central al cablului coaxial, aceeași interferență afectează ecran de cablu coaxial, iar tensiunea este măsurată de la carcasă (care este conectată la ecran), deci diferența de potențial dintre ecranați o parte a cablului coaxial iar vena sa centrală rămâne neschimbată.

Prin urmare, sarcina principală în protejarea împotriva interferențelor în timpul transmiterii semnalului este de a menține stratul sau firul de ecran cât mai aproape de cel central și întotdeauna la aceeași distanță.

Care este o protecție mai bună împotriva interferențelor electromagnetice - pereche răsucită sau cablu coaxial?

Să răspundem imediat la întrebare. Cablul coaxial protejează împotriva interferențelor mai bun decât pereche răsucită.

ÎN pereche răsucită două fire sunt răsucite împreună și izolate unul de celălalt. Când este îndoit, firul pozitiv se poate îndepărta cu o fracțiune de milimetru de firul negativ, ceea ce îndepărtează de fapt plusul de corp. În plus, nucleele firelor pozitive și negative în sine, datorită izolației, au deja un anumit decalaj între ele. Interferența poate trece, dar probabilitatea este destul de mică.

ÎN Strat de ecran al cablului coaxialîntr-un cerc, învăluind complet miezul central. Interferența nu poate trece prin miezul central, ocolind ecranul coaxial. În plus, calitatea materialului din care este realizat cablul coaxial, conform cerințelor standardului de stat, depășește calitatea materialelor pentru perechi răsucite. Punct.

Impedanța caracteristică a cablurilor coaxiale.

impedanta caracteristica

Principal caracteristica cablului coaxial - impedanta caracteristica. Aceasta este o mărime, în general vorbind, care caracterizează atenuarea amplitudinea semnalului în cablul coaxial la 1 metru liniar.

Se obține din expresia coeficientului de tensiune a semnalului, transmis prin cablu coaxial, impartit de actualîn care tensiunea cablului coaxial, măsurată în ohmi.

Dar cel mai important, amintiți-vă ce caracterizează - atenuarea semnalului transmis. Aceasta este însăși esența impedanței caracteristice a cablurilor coaxiale. O scădere a amplitudinii tensiunii și curentului este atenuarea semnalului.

Să se cufunde în impedanța caracteristică a cablurilor coaxiale mai profund, trebuie să cunoașteți multe concepte diferite despre teoria undelor electromagnetice, cum ar fi amplitudinea fără a lua în considerare atenuarea, rezistența liniară activă, coeficientul de atenuare unde electromagnetice într-un ghid de undă coaxial, mai multe cantități electrice constante, apoi construiți câteva grafice integrale de undă și înțelegeți că, la urma urmei, 77 Ohm este ideal pentru televiziunea sovietică, 30 Ohm este ideal pentru orice, cu excepția televiziunii sovietice și 50 Ohm este media de aur între televiziunea sovietică , cablu coaxial si toate celelalte!

Dar este mai bine să ne amintim esența și, pentru restul, credeți-mă pe cuvânt)

Standarde de impedanță a cablului coaxial:

50 ohmi. Cel mai comun cablu coaxial standard. Caracteristici optimeîn ceea ce privește puterea semnalului transmis, izolarea electrică (plus din minus), pierderea minimă a semnalului în timpul transmisiei semnalului radio.

75 ohmi. A fost utilizat pe scară largă în URSS pentru transmiterea de semnale de televiziune și video și, în mod remarcabil, este potrivit optim pentru aceste scopuri.

100 ohmi, 150 ohmi, 200 ohmi. Ele sunt folosite extrem de rar, în sarcini foarte specializate.

De asemenea, caracteristicile importante sunt:

elasticitate;
rigiditate;
diametrul izolației interioare;
tipul ecranului;
metal conductor;
gradul de ecranare.

Mai ai întrebări? Scrieți în comentarii) Vom răspunde!