Sotva existuje človek, ktorý by nikdy nevidel koaxiálny kábel. Ako to funguje, aké sú jeho výhody, aké sú jeho oblasti použitia - mnohí na to ešte musia prísť.
Obsah
Ako funguje koaxiálny kábel
Koaxiálny kábel pozostáva z:
- vnútorný vodič (centrálne jadro);
- dielektrikum;
- vonkajší vodič (vrkoč);
- vonkajší kryt.
Ak vezmeme do úvahy kábel v priereze, vidíme, že oba jeho vodiče sú umiestnené na rovnakej osi. Odtiaľ pochádza názov kábla: v angličtine koaxiálny - koaxiálny.
Vnútorný vodič v dobrom kábli je vyrobený z medi. Teraz lacné výrobky používajú hliník alebo dokonca medenú oceľ. Dielektrikum vo vysokokvalitnom kábli je polyetylén a vo vysokofrekvenčných kábloch je to fluoroplast.V lacných možnostiach sa používajú rôzne penové plasty.
Klasickým materiálom na opletenie je meď a opletenie kvalitných výrobkov sa vykonáva hustou väzbou bez medzier. V kábloch nižšej kvality sa na výrobu vonkajšieho vodiča používajú zliatiny medi, niekedy zliatiny ocele, na zníženie nákladov sa používa zriedkavé tkanie a v niektorých prípadoch fólia.
Rozsah koaxiálneho kábla, jeho výhody a nevýhody
Najbežnejšie použitie koaxiálneho kábla je na prenos vysokofrekvenčných prúdov (RF, mikrovlnné a vyššie). V mnohých prípadoch sa to robí komunikácia medzi anténou a vysielačom alebo medzi anténou a prijímačom, ako aj v systémoch káblovej televízie. Takýto signál je možné prenášať aj pomocou dvojvodičového vedenia – je to lacnejšie.
V niektorých prípadoch sa to robí, ale takáto linka má vážnu nevýhodu - elektrické pole v nej prechádza otvoreným priestorom a ak sa do nej dostane vodivý predmet tretej strany, spôsobí to skreslenie signálu - útlm, odraz atď. . A pri koaxiálnom kábli je elektrické pole úplne vo vnútri, takže sa pri ukladaní nemusíte báť, že vedenie prejde okolo kovových predmetov (alebo môžu byť následne v tesnej blízkosti kábla) - neovplyvnia prevádzka prenosovej linky.
Nevýhody koaxiálneho kábla zahŕňajú jeho vysoké náklady. Nevýhodou je tiež vysoká náročnosť opravy poškodeného vedenia.
Predtým boli koaxiálne káble široko používané na organizáciu liniek prenosu údajov v počítačových sieťach. Dnes sa prenosové rýchlosti zvýšili na úroveň, ktorú RF kábel nedokáže poskytnúť, takže táto aplikácia sa rýchlo vyraďuje.
Rozdiel medzi koaxiálnym káblom a pancierovým káblom a tieneným drôtom
Koaxiálny kábel sa často zamieňa s tieneným drôtom a dokonca aj pancierovým napájacím káblom. Ak existuje určitá vonkajšia podobnosť dizajnu („izolačné jadro-kovové flexibilné puzdro“), ich účel a princíp činnosti sú odlišné.
V koaxiálnom kábli funguje opletenie ako druhý vodič, ktorý dopĺňa obvod. Nutne ním preteká záťažový prúd (niekedy je rozdielny aj na vnútornej a vonkajšej strane). Vrkoč môže mať z bezpečnostných dôvodov kontakt so zemou, nemusí ho mať - to nemá vplyv na jeho činnosť. Je tiež nesprávne nazývať ho obrazovkou - nenesie globálnu skríningovú funkciu.
V prípade pancierového kábla vonkajší kovový oplet chráni izolačnú vrstvu a jadro pred mechanickým namáhaním. Má vysokú pevnosť a je vždy uzemnený podľa bezpečnostných požiadaviek. V normálnom režime ním nepreteká žiadny prúd.
V tienenom drôte je vonkajší vodivý plášť navrhnutý tak, aby chránil vodič pred vonkajším rušením. Ak je potrebné chrániť pred nízkofrekvenčným rušením (do 1 MHz), potom je obrazovka uzemnená iba na jednej strane vodiča. Pri rušení nad 1 MHz slúži obrazovka ako dobrá anténa, preto je v niekoľkých bodoch (tak často, ako je to možné) celá uzemnená. V normálnom režime by tiež cez obrazovku nemal pretekať žiadny prúd.
Technické parametre koaxiálneho kábla
Jedným z hlavných parametrov, na ktorý si treba pri výbere kábla dať pozor, je jeho charakteristická impedancia. Hoci sa tento parameter meria v ohmoch, nedá sa merať bežným testerom v režime ohmmetra a nezávisí od dĺžky segmentu kábla.
Vlnová impedancia vedenia je určená pomerom jeho lineárnej indukčnosti k lineárnej kapacite, ktorá zase závisí od pomeru priemerov centrálneho jadra a opletenia, ako aj od vlastností dielektrika. Preto pri absencii zariadení môžete „merať“ vlnový odpor pomocou posuvného meradla - musíte nájsť priemer jadra d a opletenie D a nahradiť hodnoty do vzorca.
Tu tiež:
- Z je požadovaný vlnový odpor;
- Er - dielektrická permitivita dielektrika (pre polyetylén si môžete vziať 2,5 a pre penový materiál - 1,5).
Odpor kábla môže byť akýkoľvek s primeranými rozmermi, ale produkty sa štandardne vyrábajú s nasledujúcimi hodnotami:
- 50 ohmov;
- 75 ohmov;
- 120 Ohm (celkom zriedkavá možnosť).
Nedá sa povedať, že 75 ohmový kábel je lepší ako 50 ohmový (alebo naopak). Každý musí byť aplikovaný na svojom mieste - charakteristická impedancia výstupu Z vysielačaa, komunikačné linky (káble) Z a zaťaženie by malo byť rovnaké Zn, iba v tomto prípade dôjde k prenosu energie zo zdroja na záťaž bez strát a odrazov.
Pri výrobe káblov s vysokou impedanciou existujú určité praktické obmedzenia. Káble s odporom 200 ohmov a viac musia byť veľmi tenké alebo s vonkajším vodičom s veľkým priemerom (aby sa zachoval veľký pomer D/d).Takýto produkt je náročnejší na použitie, preto sa pre cesty s vysokým odporom používajú buď dvojvodičové vedenia, alebo zodpovedajúce zariadenia.
Ďalším dôležitým koaxiálnym parametrom je tlmenie. Merané v dB/m. Vo všeobecnosti platí, že čím je kábel hrubší (presnejšie, čím väčší je priemer centrálneho jadra), tým menej sa v ňom signál utlmuje s každým metrom dĺžky. Ale tento parameter ovplyvňujú aj materiály, z ktorých je komunikačná linka vyrobená. Ohmické straty sú určené materiálom centrálneho jadra a opletu. Dielektrické straty prispievajú. Tieto straty sa zvyšujú so zvyšujúcou sa frekvenciou signálu, na ich zníženie sa používajú špeciálne izolačné materiály (PTFE a pod.). Penové dielektriká používané v lacných kábloch prispievajú k zvýšenému útlmu.
Ďalšou dôležitou vlastnosťou koaxiálneho kábla je rýchlostný faktor. Tento parameter je potrebný tam, kde je potrebné poznať dĺžku kábla vo vlnových dĺžkach prenášaného signálu (napríklad pri odporových transformátoroch). Elektrická dĺžka a fyzická dĺžka kábla sa nezhodujú, pretože rýchlosť svetla vo vákuu je väčšia ako rýchlosť svetla v dielektriku kábla. Pre kábel s polyetylénovým dielektrikom Kvýčitka= 0,66, pre fluoroplast - 0,86. Pre lacné výrobky s penovým izolátorom - nepredvídateľné, ale bližšie k 0,9. V zahraničnej odbornej literatúre sa používa hodnota koeficientu spomalenia - Kspomalil= 1/Kvýčitka.
Koaxiálny kábel má tiež ďalšie charakteristiky - minimálny polomer ohybu (závisí hlavne od vonkajšieho priemeru), dielektrickú pevnosť izolátora atď. Niekedy sú tiež potrebné na výber koaxiálneho kábla.
Značenie koaxiálneho kábla
Domáce produkty mali alfanumerické označenie (dá sa nájsť aj teraz). Kábel bol označený písmenami RK (rádiofrekvenčný kábel), za ktorými nasledujú čísla označujúce:
- vlnový odpor;
- hrúbka kábla v mm;
- Katalógové číslo.
Kábel RK-75-4 teda označoval produkty s vlnovou impedanciou 75 ohmov a priemerom izolácie 4 mm.
Medzinárodné označenie sa tiež začína dvoma písmenami:
- RG RF kábel;
- DG - kábel pre digitálne siete;
- SAT, DJ - pre siete satelitného vysielania (vysokofrekvenčný kábel).
Nasleduje obrázok, ktorý zjavne nenesie technické informácie (aby ste ich dešifrovali, musíte sa pozrieť do káblového pasu). Ďalej môže byť viac písmen označujúcich ďalšie vlastnosti. Príklad označenia - RG8U - 50 Ohm RF kábel so zníženým priemerom centrálneho jadra a zníženou hustotou opletenia.
Po pochopení rozdielov medzi koaxiálnym káblom a inými káblovými produktmi a poznaní vplyvu jeho parametrov na výkon môžete tento produkt úspešne používať v oblastiach, pre ktoré je určený.
Podobné články:
