Cu greu mă pot gândi la cineva care să nu fi văzut vreodată un cablu coaxial. Modul în care este fabricat, care sunt avantajele sale și unde este utilizat sunt încă multe întrebări la care trebuie să se răspundă.
Cuprins
Cum este construit cablul coaxial
Un cablu coaxial este format din
- conductorul interior (miez central)
- dielectric;
- conductorul exterior (împletitură);
- Învelișul exterior.
Dacă vă uitați la secțiunea transversală a cablului, puteți vedea că ambii conductori se află pe aceeași axă. De aici și numele cablului: coaxial în limba engleză.
Conductorul interior al unui cablu bun este fabricat din cupru. În prezent, produsele ieftine folosesc aluminiu sau chiar oțel acoperit cu cupru. Dielectricul unui cablu bun este polietilena, în timp ce cablurile de înaltă frecvență folosesc fluoroplastic. În versiunile ieftine, se utilizează diverse materiale plastice spumate.
Materialul clasic de împletitură este cuprul, iar împletitura produselor de calitate este strâns împletită, fără goluri. În cazul cablurilor de calitate inferioară, pentru confecționarea conductorului exterior se folosesc aliaje de cupru, uneori aliaje de oțel, se utilizează împletituri rare pentru a fi mai ieftin, iar în unele cazuri se folosește folie.
Domeniul de aplicare a cablului coaxial, avantajele și dezavantajele sale
Cea mai frecventă utilizare a cablului coaxial este pentru transmiterea curenților de înaltă frecvență (RF, microunde și mai sus). În multe cazuri, acesta este utilizat pentru legătura dintre antenă și emițător sau între o antenă și un receptor, precum și în sistemele de televiziune prin cablu. Un astfel de semnal poate fi transmis și cu ajutorul unei linii 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 printr-un spațiu deschis, iar dacă un obiect conductiv din exterior intră în ea, acesta va provoca distorsiuni ale semnalului - atenuare, reflexie etc. Cu toate acestea, în cazul cablului coaxial, câmpul electric este complet în interior, astfel încât nu trebuie să vă faceți griji cu privire la trecerea obiectelor metalice (sau care ar putea fi mai târziu în apropierea cablului) atunci când le puneți - acestea nu vor afecta performanța liniei de transmisie.
Un dezavantaj al cablului coaxial este costul său ridicat. De asemenea, un dezavantaj este reprezentat de intensitatea ridicată a forței de muncă necesară pentru repararea unei linii deteriorate.
În trecut, cablurile coaxiale erau, de asemenea, utilizate pe scară largă pentru transmiterea datelor în rețelele de calculatoare. În prezent, vitezele de transmisie au crescut la niveluri pe care cablul de radiofrecvență nu le poate atinge, astfel încât această aplicație este eliminată rapid.
Diferența dintre cablul coaxial și cablul armat și cablul ecranat
Cablul coaxial este adesea confundat cu firul ecranat și chiar cu cablul de alimentare blindat. Deși au o anumită asemănare exterioară în ceea ce privește designul ("miez-izolație-înveliș flexibil din metal"), scopul și principiul de funcționare sunt diferite.
Panglica unui cablu coaxial este un al doilea conductor care închide circuitul. Acesta trebuie să suporte curentul de sarcină (uneori chiar și părțile interioare și exterioare sunt diferite). Panglica poate fi sau nu conectată la pământ din motive de siguranță - acest lucru nu afectează funcționarea panglicii. De asemenea, este incorect să o numim scut - nu are o funcție de protecție globală.
În cazul cablurilor cu armătură, împletitura metalică exterioară protejează stratul izolator și conductorul de influențele mecanice. Acesta este foarte puternic și trebuie să fie întotdeauna legat la pământ din motive de siguranță. În timpul funcționării normale, prin el nu trece niciun curent.
Un fir ecranat are un înveliș exterior, conductiv, pentru a proteja conductorul împotriva interferențelor externe. În cazul în care este necesar să se protejeze împotriva interferențelor LF (până la 1 MHz), ecranul este împământat doar pe o parte a conductorului. Pentru interferențele de peste 1 MHz, ecranarea servește ca o bună antenă, așa că este pusă la pământ pe toată lungimea sa în mai multe puncte (cât mai des posibil). În condiții normale de funcționare, curentul nu ar trebui să treacă nici pe ecran.
Parametrii tehnici ai cablului coaxial
Unul dintre principalii parametri care trebuie luați în considerare la selectarea unui cablu este impedanța acestuia. Deși acest parametru se măsoară în ohmi, nu poate fi măsurat cu un tester ohmmetru obișnuit și nu depinde de lungimea secțiunii de cablu.
Impedanța liniei este determinată de raportul dintre inductanța 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 instrumentelor, se poate "măsura" rezistența la undă cu un calibru - găsiți diametrul miezului d și diametrul împletiturii D și înlocuiți valorile în formulă.
Și aici:
- Z - Impedanța de undă necesară;
- Er - este constanta dielectrică a dielectricului (pentru polietilenă se poate presupune 2,5, iar pentru spumă 1,5).
Rezistența unui cablu poate fi orice cu dimensiuni rezonabile, dar produsele standard sunt disponibile cu valori:
- 50 Ohm;
- 75 Ohm;
- 120 Ω (o variantă destul de rară).
Nu se poate spune că un cablu de 75 Ω este mai bun decât unul de 50 Ω (sau invers). Fiecare trebuie să fie aplicată la locul ei - impedanța de undă a ieșirii emițătorului Zи, linie de comunicație (cablu) Z și sarcina trebuie să fie aceleași ZнNumai în acest caz, transmiterea energiei de la sursă la sarcină se va face fără pierderi sau reflexii.
Există anumite limitări practice în ceea ce privește fabricarea cablurilor cu impedanțe de undă ridicate. Un cablu de 200 ohmi sau mai mult trebuie să aibă un miez foarte subțire sau un diametru mare al conductorului exterior (pentru a avea un raport D/d ridicat). Un astfel de produs este mai dificil de utilizat, astfel încât pentru traseele de impedanță ridicată se utilizează fie linii cu două fire, fie dispozitive de terminare.
Un alt parametru coaxial important este atenuare. Se măsoară în dB/m. În general, cu cât cablul este mai gros (mai exact, cu cât diametrul miezului central este mai mare), cu atât atenuarea semnalului este mai mică cu fiecare metru de lungime. Dar acest parametru este influențat și de materialele din care este confecționată linia de comunicații. Pierderile ohmice sunt determinate de materialul miezului și al împletiturii. Pierderile dielectrice contribuie, de asemenea, la acest fenomen. Aceste pierderi cresc odată cu frecvența semnalului și pentru a le reduce se folosesc materiale izolatoare speciale (fluoroplastic etc.). Dielectricele spumate utilizate în cablurile ieftine contribuie la creșterea atenuării.
O altă caracteristică importantă a unui cablu coaxial factor de scurtare. Acest parametru este necesar atunci când este necesar să se cunoască lungimea cablului în lungimi de undă a semnalului transmis (de exemplu, în cazul transformatoarelor de impedanță). Lungimea electrică și lungimea fizică a cablului nu coincid, deoarece viteza luminii în vid este mai mare decât viteza luminii în dielectricul cablului. Pentru un cablu cu un dielectric din polietilenă Kk=0,66, pentru fluoroplastic - 0,86. Pentru produsele ieftine cu izolator de spumă - imprevizibil, dar mai aproape de 0,9. În literatura tehnică străină, valoarea factorului de întârziere - Kîntârziere=1/Кreproșuri.
Cablul coaxial are și alte caracteristici - raza minimă de curbură (depinde în principal de diametrul exterior), rezistența electrică a izolatorului etc. Și acestea sunt uneori necesare atunci când se selectează un cablu coaxial.
Marcarea cablului coaxial
Produsele de uz casnic aveau un marcaj de tip cifră-letteră (acesta poate fi găsit și astăzi). Un cablu a fost marcat cu un RoK (cablu de radiofrecvență), urmat de un număr:
- impedanța de undă;
- Grosimea cablului în mm;
- număr de catalog.
De exemplu, cablul RK-75-4 a indicat produse cu rezistență de undă de 75 Ohm și diametru de izolație de 4 mm.
Denumirea internațională începe, de asemenea, cu două litere:
- RG - cablu de frecvență radio;
- DG pentru rețele digitale;
- SAT, DJ pentru rețele de satelit (cablu de înaltă frecvență).
Următorul este un număr care nu conține nicio informație tehnică (pentru a-l descifra, trebuie să vă uitați la fișa tehnică a cablului). În continuare, este posibil să apară mai multe scrisori care să indice proprietăți suplimentare. Un exemplu de marcare - RG8U - cablu RF de 50 Ohm cu diametru redus al miezului central și densitate mai mică a panglicii.
Înțelegând diferențele dintre cablul coaxial și alte produse de cablu și învățând impactul parametrilor săi asupra caracteristicilor de performanță, puteți aplica cu succes acest produs în acele domenii pentru care este destinat.
Articole conexe:
