Vargu ar yra žmogus, kuris niekada nematė koaksialinio kabelio. Kaip tai veikia, kokie jo pranašumai, kokios jo taikymo sritys – daugelis dar turi tai išsiaiškinti.
Turinys
Kaip veikia koaksialinis kabelis
Koaksialinis kabelis susideda iš:
- vidinis laidininkas (centrinė šerdis);
- dielektrinis;
- išorinis laidininkas (pynė);
- išorinis dangtelis.
Jei apsvarstysime kabelį skerspjūviu, pamatysime, kad abu jo laidininkai yra toje pačioje ašyje. Iš čia ir kilo kabelio pavadinimas: angliškai coaxial - coaxial.
Gero kabelio vidinis laidininkas pagamintas iš vario. Dabar pigiuose gaminiuose naudojamas aliuminis ar net variu dengtas plienas. Aukštos kokybės kabelio dielektrikas yra polietilenas, o aukšto dažnio kabeliuose – fluoroplastas.Nebrangiuose variantuose naudojami įvairūs putplasčiai.
Klasikinė pynimo medžiaga yra varis, o kokybiškų gaminių pinimas atliekamas tankiu pynimu, be tarpų. Žemesnės kokybės kabeliuose išoriniam laidininkui pagaminti naudojami vario lydiniai, kartais plieno lydiniai, sąnaudoms sumažinti naudojamas retas audimas, o kai kuriais atvejais folija.
Koaksialinio kabelio taikymo sritis, privalumai ir trūkumai
Dažniausiai koaksialinis kabelis naudojamas aukšto dažnio srovių (RF, mikrobangų ir aukštesnių) perdavimui. Daugeliu atvejų tai daroma ryšys tarp antenos ir siųstuvo arba tarp antenos ir imtuvo, taip pat kabelinės televizijos sistemose. Tokį signalą galima perduoti ir naudojant dviejų laidų liniją – tai pigiau.
Kai kuriais atvejais tai daroma, tačiau tokia linija turi rimtą trūkumą - joje esantis elektrinis laukas praeina per atvirą erdvę, o jei į ją pateks trečiosios šalies laidus objektas, tai sukels signalo iškraipymus - susilpnėjimą, atspindį ir pan. . O koaksialiniam kabeliui elektrinis laukas yra visiškai viduje, todėl klojant nereikia jaudintis, kad linija praeis pro metalinius daiktus (arba jie vėliau gali būti arti kabelio) – tai neturės įtakos perdavimo linijos veikimas.
Koaksialinio kabelio trūkumai yra jo didelė kaina. Taip pat trūkumas yra didelis sugadintos linijos taisymo sudėtingumas.
Anksčiau koaksialiniai kabeliai buvo plačiai naudojami organizuojant duomenų perdavimo linijas kompiuterių tinkluose. Šiandien perdavimo sparta išaugo iki lygio, kurio RF kabelis negali užtikrinti, todėl ši programa sparčiai atsisakoma.
Skirtumas tarp bendraašio kabelio ir šarvuoto kabelio bei ekranuoto laido
Dažnai bendraašis kabelis yra painiojamas su ekranuotu laidu ir net šarvuotu maitinimo kabeliu. Jei yra tam tikras išorinis konstrukcijos panašumas („šerdis-izoliacija-metalinis lankstus korpusas“), jų paskirtis ir veikimo principas skiriasi.
Koaksialiame kabelyje pynė veikia kaip antrasis laidininkas, užbaigiantis grandinę. Per jį būtinai teka apkrovos srovė (kartais net iš vidinės ir išorinės pusės skiriasi). Saugumo sumetimais pynė gali liestis su žeme, gali ir neturėti – tai neturi įtakos jos veikimui. Taip pat neteisinga jį vadinti ekranu – jis neatlieka visuotinės atrankos funkcijos.
Šarvuotajam kabeliui išorinė metalinė pynė apsaugo izoliacinį sluoksnį ir šerdį nuo mechaninio įtempimo. Jis pasižymi dideliu stiprumu ir visada yra įžemintas pagal saugos reikalavimus. Įprastu režimu per jį neteka srovė.
Ekranuotame laide išorinis laidus apvalkalas skirtas apsaugoti laidininką nuo išorinių trukdžių. Jei reikia apsisaugoti nuo žemo dažnio trukdžių (iki 1 MHz), tai ekranas įžeminamas tik vienoje laido pusėje. Esant trikdžiams, viršijantiems 1 MHz, ekranas tarnauja kaip gera antena, todėl keliuose taškuose yra iki galo įžemintas (kiek įmanoma dažniau). Įprastu režimu srovė taip pat neturėtų tekėti per ekraną.
Techniniai koaksialinio kabelio parametrai
Vienas iš pagrindinių parametrų, į kurį reikia atkreipti dėmesį renkantis laidą, yra jo būdinga varža. Nors šis parametras matuojamas omais, jo negalima išmatuoti įprastu testeriu omometro režimu ir tai nepriklauso nuo kabelio segmento ilgio.
Linijos banginė varža nustatoma pagal jos tiesinio induktyvumo ir tiesinės talpos santykį, kuris, savo ruožtu, priklauso nuo centrinės šerdies ir pynimo skersmenų santykio, taip pat nuo dielektriko savybių. Todėl, jei nėra prietaisų, galite „išmatuoti“ bangos pasipriešinimą naudodami suportą - turite rasti šerdies d skersmenį ir pynimo D skersmenį ir pakeisti reikšmes į formulę.
Čia taip pat:
- Z yra norimas bangos pasipriešinimas;
- Er - dielektriko dielektrinis laidumas (polietilenui galite paimti 2,5, o putplasčio medžiagai - 1,5).
Kabelio atsparumas gali būti bet koks pagrįstų matmenų, tačiau produktai paprastai gaminami su šiomis vertėmis:
- 50 omų;
- 75 omų;
- 120 omų (gana retas variantas).
Neįmanoma pasakyti, kad 75 omų kabelis yra geresnis už 50 omų laidą (arba atvirkščiai). Kiekvienas turi būti taikomas savo vietoje - būdinga siųstuvo išėjimo Z varžair, ryšio linijos (kabeliai) Z ir apkrova turi būti tokia pati Zn, tik tokiu atveju energijos perdavimas iš šaltinio į apkrovą vyks be nuostolių ir atspindžių.
Yra tam tikrų praktinių apribojimų gaminant kabelius su didele varža. 200 omų ir daugiau kabeliai turi būti labai ploni arba su didelio skersmens išoriniu laidininku (kad būtų išlaikytas didelis D/d santykis).Tokį gaminį yra sunkiau naudoti, todėl didelio atsparumo takams naudojamos arba dviejų laidų linijos, arba derinimo įtaisai.
Kitas svarbus koaksialinis parametras yra slopinimas. Matuojama dB/m. Apskritai kuo storesnis kabelis (tiksliau, kuo didesnis centrinės šerdies skersmuo), tuo mažiau signalas jame susilpnėja su kiekvienu ilgio metru. Tačiau šiam parametrui įtakos turi ir medžiagos, iš kurių pagaminta ryšio linija. Ominius nuostolius lemia centrinės šerdies ir pynimo medžiaga. Dielektriniai nuostoliai prisideda. Šie nuostoliai didėja didėjant signalo dažniui, jiems sumažinti naudojamos specialios izoliacinės medžiagos (PTFE ir kt.). Nebrangiuose kabeliuose naudojami putplasčio dielektrikai padidina slopinimą.
Kita svarbi koaksialinio kabelio savybė yra greičio koeficientas. Šis parametras reikalingas ten, kur reikia žinoti kabelio ilgį perduodamo signalo bangos ilgiuose (pavyzdžiui, varžos transformatoriuose). Elektrinis ir fizinis kabelio ilgis nesutampa, nes šviesos greitis vakuume yra didesnis nei šviesos greitis kabelio dielektrike. Kabeliui su polietileno dielektriku Kpriekaištą=0,66, fluoroplastinių - 0,86. Pigiems gaminiams su putplasčio izoliatoriumi - nenuspėjama, bet arčiau 0,9. Užsienio techninėje literatūroje naudojama lėtėjimo koeficiento reikšmė - Ksulėtėjo=1/Kpriekaištą.
Taip pat koaksialinis kabelis turi ir kitų charakteristikų – minimalų lenkimo spindulį (daugiausia priklauso nuo išorinio skersmens), izoliatoriaus dielektrinį stiprumą ir kt. Jie taip pat kartais reikalingi renkantis koaksialą.
Koaksialinio kabelio žymėjimas
Buitiniai gaminiai turėjo raidinį ir skaitmeninį žymėjimą (jį galima rasti ir dabar). Kabelis buvo pažymėtas raidėmis RK (radijo dažnio kabelis), po kurių buvo skaitmenys, nurodantys:
- bangų atsparumas;
- kabelio storis mm;
- Katalogo numeris.
Taigi kabelis RK-75-4 žymėjo gaminius, kurių bangos varža yra 75 omai, o izoliacijos skersmuo - 4 mm.
Tarptautinis pavadinimas taip pat prasideda dviem raidėmis:
- RG RF kabelis;
- DG - skaitmeninių tinklų kabelis;
- SAT, DJ - palydovinio transliavimo tinklams (aukšto dažnio kabelis).
Toliau pateikiama figūra, kurioje akivaizdžiai nėra techninės informacijos (norėdami ją iššifruoti, turėsite pažvelgti į kabelio pasą). Be to, gali būti daugiau raidžių, nurodančių papildomas savybes. Pavadinimo pavyzdys - RG8U - 50 omų RF kabelis su sumažintu centrinės šerdies skersmeniu ir sumažintu pynimo tankiu.
Supratę koaksialinio kabelio ir kitų kabelių gaminių skirtumus ir sužinoję jo parametrų įtaką veikimui, galite sėkmingai naudoti šį gaminį tose srityse, kurioms jis skirtas.
Panašūs straipsniai:
