Едва ли има човек, който никога да не е виждал коаксиален кабел. Как работи, какви са предимствата му, какви са областите му на приложение - мнозина тепърва ще разберат това.
Съдържание
Как работи коаксиалният кабел
Коаксиалният кабел се състои от:
- вътрешен проводник (централно ядро);
- диелектрик;
- външен проводник (плитка);
- външно покритие.
Ако разгледаме кабела в напречно сечение, можем да видим, че и двата му проводника са разположени на една и съща ос. Оттук и името на кабела: на английски coaxial - коаксиален.
Вътрешният проводник в добър кабел е направен от мед. Сега евтините продукти използват алуминий или дори медна стомана. Диелектрикът във висококачествен кабел е полиетилен, а при високочестотните кабели е флуоропласт.При евтини опции се използват различни разпенени пластмаси.
Класическият материал за сплитане е мед, а плетенето на качествени продукти се извършва с плътно тъкане, без празнини. При по-нискокачествените кабели за направата на външния проводник се използват медни сплави, понякога стоманени сплави, рядко тъкане се използва за намаляване на разходите, а в някои случаи и фолио.
Обхват на коаксиалния кабел, неговите плюсове и минуси
Най-често използваният коаксиален кабел е за предаване на високочестотни токове (RF, микровълнови и по-високи). В много случаи това се прави комуникация между антената и предавателя или между антената и приемника, както и в системите за кабелна телевизия. Такъв сигнал може да се предава и чрез двупроводна линия - това е по-евтино.
В някои случаи това се прави, но такава линия има сериозен недостатък - електрическото поле в нея преминава през открито пространство и ако в нея попадне проводим обект на трета страна, това ще доведе до изкривяване на сигнала - затихване, отражение и т.н. . А за коаксиалния кабел електрическото поле е изцяло вътре, така че при полагане не е нужно да се притеснявате, че линията ще премине покрай метални предмети (или впоследствие може да са в непосредствена близост до кабела) - те няма да повлияят работата на преносната линия.
Недостатъците на коаксиалния кабел включват високата му цена. Също така недостатък е високата сложност на ремонта на повредена линия.
Преди това коаксиалните кабели бяха широко използвани за организиране на линии за предаване на данни в компютърни мрежи. Днес скоростите на предаване са се повишили до нива, които RF кабелът не може да осигури, така че това приложение бързо се оттегля.
Разликата между коаксиален кабел и брониран кабел и екраниран проводник
Често коаксиалният кабел се бърка с екраниран проводник и дори брониран захранващ кабел. Ако има известно външно сходство на дизайна („ядро-изолация-метал гъвкав корпус“), тяхната цел и принцип на работа са различни.
В коаксиален кабел, оплетката действа като втори проводник, който завършва веригата. През него задължително протича товарен ток (понякога дори от вътрешната и външната страна е различен). Плитката може да има контакт със земята от съображения за безопасност, може и да няма - това не се отразява на нейната работа. Също така е неправилно да го наричаме екран - той не носи глобална функция за скрининг.
За брониран кабел външната метална оплетка предпазва изолационния слой и сърцевината от механично натоварване. Той има висока якост и винаги е заземен според изискванията за безопасност. В нормален режим през него не протича ток.
В екраниран проводник външната проводяща обвивка е предназначена да предпазва проводника от външни смущения. Ако е необходимо да се защити от нискочестотни смущения (до 1 MHz), тогава екранът е заземен само от едната страна на проводника. За смущения над 1 MHz екранът служи като добра антена, така че е заземен докрай в няколко точки (колкото е възможно по-често). В нормален режим също не трябва да тече ток през екрана.
Технически параметри на коаксиалния кабел
Един от основните параметри, на които трябва да обърнете внимание при избора на кабел, е неговият характерен импеданс. Въпреки че този параметър се измерва в ома, той не може да бъде измерен с конвенционален тестер в режим на омметър и не зависи от дължината на кабелния сегмент.
Вълновият импеданс на линията се определя от съотношението на нейната линейна индуктивност към линейния капацитет, което от своя страна зависи от съотношението на диаметрите на централното ядро и оплетката, както и от свойствата на диелектрика. Следователно, при липса на устройства, можете да „измерите“ съпротивлението на вълната с помощта на шублер - трябва да намерите диаметъра на сърцевината d и плитката D и да замените стойностите във формулата.
Тук също:
- З е желаното вълново съпротивление;
- Еr - диелектрична проницаемост на диелектрика (за полиетилен можете да вземете 2,5, а за разпенен материал - 1,5).
Съпротивлението на кабела може да бъде всичко с разумни размери, но продуктите се произвеждат стандартно със следните стойности:
- 50 ома;
- 75 ома;
- 120 ома (доста рядък вариант).
Невъзможно е да се каже, че 75 омов кабел е по-добър от 50 омов кабел (или обратно). Всеки трябва да се приложи на мястото си - характерният импеданс на изхода на предавателя Zи, комуникационни линии (кабели) Z и натоварването трябва да е същото Zн, само в този случай преносът на енергия от източника към товара ще се случи без загуби и отражения.
Има определени практически ограничения при производството на кабели с висок импеданс. Кабелите от 200 ома и повече трябва да са много тънки жили или с голям диаметър на външен проводник (за да се поддържа голямо съотношение D/d).Такъв продукт е по-труден за използване, следователно за пътеки с високо съпротивление се използват или двупроводни линии, или съответстващи устройства.
Друг важен коаксиален параметър е затихване. Измерено в dB/m. Като цяло, колкото по-дебел е кабелът (по-точно, колкото по-голям е диаметърът на централното ядро), толкова по-малко сигналът затихва в него с всеки метър дължина. Но този параметър се влияе и от материалите, от които е направена комуникационната линия. Омичните загуби се определят от материала на централното ядро и оплетката. Диелектричните загуби допринасят. Тези загуби се увеличават с увеличаване на честотата на сигнала, за намаляването им се използват специални изолационни материали (PTFE и др.). Разпенените диелектрици, използвани в евтини кабели, допринасят за повишено затихване.
Друга важна характеристика на коаксиалния кабел е коефициент на скорост. Този параметър е необходим, когато е необходимо да се знае дължината на кабела в дължините на вълната на предавания сигнал (например в съпротивителни трансформатори). Електрическата дължина и физическата дължина на кабела не съвпадат, тъй като скоростта на светлината във вакуум е по-голяма от скоростта на светлината в диелектрика на кабела. За кабел с полиетиленов диелектрик Kупрек=0,66, за флуоропласт - 0,86. За евтини продукти с изолатор от пяна - непредсказуемо, но по-близо до 0,9. В чуждата техническа литература се използва стойността на коефициента на забавяне - Kзабавен=1/Kупрек.
Също така, коаксиалният кабел има и други характеристики - минималният радиус на огъване (зависи основно от външния диаметър), диелектричната якост на изолатора и т.н. Те също така понякога са необходими за избор на коаксиален кабел.
Маркиране на коаксиален кабел
Домашните продукти имаха буквено-цифрова маркировка (тя може да се намери и сега). Кабелът е обозначен с буквите RK (радиочестотен кабел), последвани от цифри, показващи:
- вълнова устойчивост;
- дебелина на кабела в мм;
- Каталожен номер.
По този начин кабелът RK-75-4 обозначава продукти с импеданс на вълната от 75 ома и диаметър на изолацията 4 mm.
Международното обозначение също започва с две букви:
- RG RF кабел;
- DG - кабел за цифрови мрежи;
- SAT, DJ - за мрежи за сателитно излъчване (високочестотен кабел).
Следва фигурата, която очевидно не носи техническа информация (за да я дешифрирате, ще трябва да погледнете в паспорта на кабела). Освен това може да има повече букви, показващи допълнителни свойства. Пример за обозначение - RG8U - 50 Ohm RF кабел с намален диаметър на централното ядро и намалена плътност на оплетката.
След като сте разбрали разликите между коаксиалния кабел и другите кабелни продукти и сте научили влиянието на неговите параметри върху производителността, можете успешно да използвате този продукт в областите, за които е предназначен.
Подобни статии:
