Gairebé no hi ha una persona que no hagi vist mai un cable coaxial. Com funciona, quins són els seus avantatges, quines són les seves àrees d'aplicació; molts encara no ho han descobert.
Contingut
Com funciona el cable coaxial
El cable coaxial consta de:
- conductor interior (nucli central);
- dielèctric;
- conductor exterior (trena);
- coberta exterior.
Si considerem el cable en secció transversal, podem veure que els seus dos conductors estan situats en el mateix eix. D'aquí el nom del cable: en anglès coaxial - coaxial.
El conductor interior d'un bon cable està fet de coure. Ara els productes barats utilitzen alumini o fins i tot acer amb coure. El dielèctric en un cable d'alta qualitat és polietilè, i en els cables d'alta freqüència és fluoroplàstic.En opcions econòmiques, s'utilitzen diversos plàstics d'escuma.
El material clàssic per trenar és el coure, i el trenat de productes de qualitat es realitza amb un teixit dens, sense buits. En cables de menor qualitat, s'utilitzen aliatges de coure, de vegades aliatges d'acer, per fer el conductor exterior, s'utilitza un teixit poc freqüent per reduir el cost i, en alguns casos, paper d'alumini.
Abast del cable coaxial, els seus pros i contres
L'ús més habitual d'un cable coaxial és transmetre corrents d'alta freqüència (RF, microones i superiors). En molts casos això es fa comunicació entre antena i transmissor o entre l'antena i el receptor, així com en els sistemes de televisió per cable. Aquest senyal també es pot transmetre mitjançant una línia de dos cables: és més barat.
En alguns casos, això es fa, però aquesta línia té un greu inconvenient: el camp elèctric que hi ha travessa l'espai obert i, si hi entra un objecte conductor de tercers, això provocarà una distorsió del senyal: atenuació, reflex, etc. . I per a un cable coaxial, el camp elèctric està completament a l'interior, de manera que quan es col·loqueu, no us haureu de preocupar que la línia passi per objectes metàl·lics (o posteriorment poden estar molt a prop del cable); no afectaran. el funcionament de la línia de transmissió.
Els desavantatges del cable coaxial inclouen el seu alt cost. També un desavantatge és l'alta complexitat de reparar una línia danyada.
Anteriorment, els cables coaxials s'utilitzaven àmpliament per organitzar línies de transmissió de dades en xarxes d'ordinadors. Avui dia, les taxes de transmissió han augmentat a nivells que el cable de RF no pot proporcionar, de manera que aquesta aplicació s'està eliminant ràpidament.
La diferència entre el cable coaxial i el cable blindat i el cable blindat
Sovint es confon el cable coaxial amb el cable blindat i fins i tot el cable d'alimentació blindat. Si hi ha una certa similitud externa del disseny («nucli d'aïllament-carcassa flexible metàl·lica»), el seu propòsit i principi de funcionament són diferents.
En un cable coaxial, la trena actua com a segon conductor que completa el circuit. Un corrent de càrrega flueix necessàriament a través d'ell (de vegades fins i tot als costats interior i exterior és diferent). La trena pot tenir contacte amb el terra per motius de seguretat, pot ser que no la tingui, això no afecta el seu funcionament. També és incorrecte anomenar-la pantalla: no té una funció de cribratge global.
Per a un cable blindat, la trena metàl·lica exterior protegeix la capa aïllant i el nucli de l'estrès mecànic. Té una gran resistència i sempre està connectat a terra segons els requisits de seguretat. En mode normal, no hi passa corrent.
En un cable blindat, la funda conductora exterior està dissenyada per protegir el conductor de les interferències externes. Si cal protegir-se de les interferències de baixa freqüència (fins a 1 MHz), la pantalla només està connectada a terra en un costat del cable. Per a interferències superiors a 1 MHz, la pantalla serveix com a bona antena, de manera que està connectada a terra en diversos punts (tan sovint com sigui possible). En mode normal, tampoc no hauria de passar corrent per la pantalla.
Paràmetres tècnics del cable coaxial
Un dels principals paràmetres als quals cal parar atenció a l'hora d'escollir un cable és la seva impedància característica. Tot i que aquest paràmetre es mesura en ohms, no es pot mesurar amb un tester convencional en mode ohmímetre i no depèn de la longitud del segment del cable.
La impedància d'ona d'una línia està determinada per la relació entre la seva inductància lineal i la capacitat lineal, que, al seu torn, depèn de la relació entre els diàmetres del nucli central i la trena, així com de les propietats del dielèctric. Per tant, en absència de dispositius, podeu "mesurar" la resistència a l'ona amb un calibre; heu de trobar el diàmetre del nucli d i la trena D i substituir els valors a la fórmula.
Aquí també:
- Z és la resistència d'ona desitjada;
- Er - permitivitat dielèctrica del dielèctric (per a polietilè, podeu prendre 2,5, i per material escumat - 1,5).
La resistència del cable pot ser qualsevol cosa amb dimensions raonables, però els productes es fabriquen de manera estàndard amb els valors següents:
- 50 ohms;
- 75 ohms;
- 120 ohms (una opció força rara).
És impossible dir que un cable de 75 ohms és millor que un cable de 50 ohms (o viceversa). Cadascun s'ha d'aplicar al seu lloc: la impedància característica de la sortida del transmissor Zi, línies de comunicació (cables) Z i la càrrega hauria de ser la mateixa Zn, només en aquest cas la transferència d'energia de la font a la càrrega es produirà sense pèrdues i reflexions.
Hi ha certes limitacions pràctiques en la fabricació de cables amb alta impedància. Els cables de 200 ohms o superiors han de ser trenats molt prims o amb un conductor exterior de gran diàmetre (per mantenir una gran relació D/d).Aquest producte és més difícil d'utilitzar, per tant, per a camins amb alta resistència, s'utilitzen línies de dos fils o dispositius coincidents.
Un altre paràmetre coaxial important és amortiment. Mesurada en dB/m. En general, com més gruixut és el cable (més precisament, més gran és el diàmetre del nucli central), menys s'atenua el senyal amb cada metre de longitud. Però aquest paràmetre també es veu afectat pels materials dels quals està feta la línia de comunicació. Les pèrdues ohmiques estan determinades pel material del nucli central i la trena. Hi contribueixen les pèrdues dielèctriques. Aquestes pèrdues augmenten amb l'augment de la freqüència del senyal; per reduir-les s'utilitzen materials aïllants especials (PTFE, etc.). Els dielèctrics d'escuma utilitzats en cables econòmics contribueixen a augmentar l'atenuació.
Una altra característica important del cable coaxial és factor de velocitat. Aquest paràmetre és necessari quan cal conèixer la longitud del cable en les longituds d'ona del senyal transmès (per exemple, en transformadors de resistència). La longitud elèctrica i la longitud física del cable no coincideixen perquè la velocitat de la llum al buit és més gran que la velocitat de la llum en el dielèctric del cable. Per cable amb polietilè dielèctric Kretret= 0,66, per fluoroplàstic - 0,86. Per a productes barats amb aïllant d'escuma: impredictible, però més proper al 0,9. A la literatura tècnica estrangera, s'utilitza el valor del coeficient de desacceleració - Kalentit=1/Kretret.
A més, el cable coaxial té altres característiques: el radi de flexió mínim (depèn principalment del diàmetre exterior), la rigidesa dielèctrica de l'aïllant, etc. De vegades també es necessiten per seleccionar un cable coaxial.
Marcació de cable coaxial
Els productes nacionals tenien marcatge alfanumèric (encara es pot trobar). El cable estava designat amb les lletres RK (cable de radiofreqüència), seguides de números que indicaven:
- resistència a les ones;
- gruix del cable en mm;
- Número de catàleg.
Així, el cable RK-75-4 denotava productes amb una impedància d'ona de 75 ohms i un diàmetre d'aïllament de 4 mm.
La designació internacional també comença amb dues lletres:
- cable RG RF;
- DG - cable per a xarxes digitals;
- SAT, DJ - per a xarxes de difusió per satèl·lit (cable d'alta freqüència).
A continuació ve la figura, que òbviament no porta informació tècnica (per desxifrar-la, caldrà mirar el passaport per cable). A més, pot haver-hi més lletres que indiquin propietats addicionals. Un exemple de designació - RG8U - un cable de RF de 50 ohms amb un diàmetre reduït del nucli central i una densitat de trenes reduïda.
Després d'haver entès les diferències entre el cable coaxial i altres productes de cable i després d'haver après la influència dels seus paràmetres en el rendiment, podeu utilitzar aquest producte amb èxit a les àrees a les quals està destinat.
Articles semblants:
