Je ne connais personne qui n'ait jamais vu un câble coaxial. La façon dont il est fabriqué, ses avantages et son utilisation sont autant de questions auxquelles il faut encore répondre.
Contenu
Comment le câble coaxial est construit
Un câble coaxial est composé de
- conducteur interne (noyau central)
- diélectrique ;
- conducteur extérieur (tresse) ;
- L'enveloppe extérieure.
Si vous observez la section transversale du câble, vous pouvez voir que les deux conducteurs sont sur le même axe. D'où le nom du câble : coaxial en anglais.
Le conducteur intérieur d'un bon câble est en cuivre. Aujourd'hui, les produits bon marché utilisent de l'aluminium ou même de l'acier recouvert de cuivre. Le diélectrique d'un bon câble est en polyéthylène, tandis que les câbles haute fréquence utilisent du plastique fluoré. Dans les versions bon marché, divers plastiques moussés sont utilisés.
Le matériau classique de tressage est le cuivre, et les produits de qualité sont tressés avec un tissage serré, sans espace. Dans les câbles de qualité inférieure, des alliages de cuivre, parfois des alliages d'acier, sont utilisés pour fabriquer le conducteur extérieur, des tresses éparses sont utilisées pour le rendre moins cher, et dans certains cas, une feuille est utilisée.
Le champ d'application du câble coaxial, ses avantages et ses inconvénients
L'utilisation la plus courante du câble coaxial est la transmission de courants à haute fréquence (RF, micro-ondes et au-delà). Dans de nombreux cas, il est utilisé pour liaison entre l'antenne et l'émetteur ou entre une antenne et un récepteur, ainsi que dans les systèmes de télévision par câble. Un tel signal peut également être transmis en utilisant une ligne bifilaire - c'est moins cher.
Dans certains cas, c'est ce qui est fait, mais une telle ligne présente un grave inconvénient : le champ électrique qu'elle contient passe par un espace ouvert et si un objet conducteur extérieur y pénètre, il provoquera une distorsion du signal - atténuation, réflexion, etc. Avec le câble coaxial, en revanche, le champ électrique est entièrement intérieur. Vous n'avez donc pas à vous soucier du passage d'objets métalliques (ou de leur présence ultérieure à proximité du câble) lors de la pose - ils n'affecteront pas les performances de la ligne de transmission.
Un inconvénient du câble coaxial est son coût élevé. L'intensité de la main-d'œuvre nécessaire à la réparation d'une ligne endommagée est également considérée comme un inconvénient.
Dans le passé, les câbles coaxiaux étaient également largement utilisés pour la transmission de données dans les réseaux informatiques. Aujourd'hui, les vitesses de transmission ont augmenté à des niveaux que le câble radiofréquence ne peut atteindre, de sorte que cette application est rapidement abandonnée.
La différence entre un câble coaxial, un câble armé et un fil blindé
Le câble coaxial est souvent confondu avec le fil blindé et même avec le câble d'alimentation blindé. Bien qu'ils présentent une certaine similitude de conception extérieure ("noyau-isolant-gaine flexible métallique"), leur objectif et leur principe de fonctionnement sont différents.
La tresse d'un câble coaxial est un second conducteur qui ferme le circuit. Il doit supporter le courant de charge (parfois même les côtés intérieur et extérieur sont différents). La tresse peut ou non être reliée à la terre pour des raisons de sécurité - cela n'affecte pas le fonctionnement de la tresse. Il est également incorrect de l'appeler un bouclier - il n'a pas de fonction de blindage global.
Dans le cas des câbles armés, la tresse métallique extérieure protège la couche isolante et le conducteur des influences mécaniques. Il est très puissant et doit toujours être mis à la terre pour des raisons de sécurité. Il n'est traversé par aucun courant en fonctionnement normal.
Un fil blindé possède une gaine conductrice extérieure qui protège le conducteur contre les interférences extérieures. S'il est nécessaire d'assurer une protection contre les interférences BF (jusqu'à 1 MHz), l'écran n'est mis à la terre que d'un côté du conducteur. Pour les interférences supérieures à 1MHz, le blindage sert de bonne antenne, il est donc mis à la terre sur toute sa longueur en plusieurs points (aussi souvent que possible). En fonctionnement normal, le courant ne doit pas non plus circuler sur le blindage.
Paramètres techniques du câble coaxial
L'un des principaux paramètres à prendre en compte lors du choix d'un câble est son impédance. Bien que ce paramètre soit mesuré en ohms, il ne peut pas être mesuré avec un ohmmètre ordinaire et il ne dépend pas de la longueur de la section du câble.
L'impédance de la ligne est déterminée par le rapport entre son inductance linéaire et sa capacité linéaire, qui dépend à son tour du rapport entre les diamètres de l'âme centrale et de la tresse, ainsi que des propriétés du diélectrique. Par conséquent, en l'absence d'instruments, on peut "mesurer" la résistance de l'onde avec un pied à coulisse - trouver le diamètre du noyau d et le diamètre de la tresse D, et substituer ces valeurs dans la formule.
Ici aussi :
- Z - Impédance d'onde requise ;
- Er - est la constante diélectrique du diélectrique (on peut supposer 2,5 pour le polyéthylène et 1,5 pour la mousse).
La résistance du câble peut être n'importe quoi avec des dimensions raisonnables, mais les produits standards sont disponibles avec des valeurs :
- 50 Ohm ;
- 75 Ohm ;
- 120 Ω (une variante assez rare).
On ne peut pas dire que le câble 75 Ω est meilleur que le câble 50 Ω (ou vice versa). Chacun doit être appliqué à sa place - l'impédance d'onde de la sortie de l'émetteur Zиligne de communication (câble) Z et la charge doivent être les mêmes ZнCe n'est que dans ce cas que la transmission de l'énergie de la source à la charge peut s'effectuer sans pertes ni réflexions.
La fabrication de câbles à haute impédance d'onde est soumise à certaines limitations pratiques. Un câble de 200 ohms ou plus doit avoir une âme très fine ou un grand diamètre de conducteur extérieur (afin d'avoir un rapport D/d élevé). Un tel produit est plus difficile à utiliser, c'est pourquoi, pour les chemins à haute impédance, on utilise soit des lignes bifilaires, soit des dispositifs de terminaison.
Un autre paramètre coaxial important est atténuation. Il est mesuré en dB/m. En général, plus le câble est épais (plus le diamètre de l'âme centrale est grand), plus l'atténuation du signal est faible à chaque mètre de longueur. Mais ce paramètre est également influencé par les matériaux dont est constituée la ligne de communication. Les pertes ohmiques sont déterminées par le matériau du noyau et de la tresse. Les pertes diélectriques y contribuent également. Ces pertes augmentent avec la fréquence du signal et des matériaux isolants spéciaux (plastique fluoré, etc.) sont utilisés pour les réduire. Les diélectriques moussés utilisés dans les câbles bon marché contribuent à augmenter l'atténuation.
Une autre caractéristique importante d'un câble coaxial facteur de raccourcissement. Ce paramètre est nécessaire lorsqu'il faut connaître la longueur de câble en longueurs d'onde du signal transmis (par exemple, dans les transformateurs d'impédance). La longueur électrique et la longueur physique du câble ne coïncident pas car la vitesse de la lumière dans le vide est supérieure à la vitesse de la lumière dans le diélectrique du câble. Pour un câble avec un diélectrique en polyéthylène Kk=0,66, pour le plastique fluoré - 0,86. Pour les produits bon marché avec isolateur en mousse - imprévisible, mais plus proche de 0,9. Dans la littérature technique étrangère, la valeur du facteur de retardement - Kretardement=1/Кreproche.
Le câble coaxial présente également d'autres caractéristiques : rayon de courbure minimal (qui dépend principalement du diamètre extérieur), résistance électrique de l'isolant, etc. Elles aussi sont parfois nécessaires lors du choix d'un câble coaxial.
Marquage des câbles coaxiaux
Les produits domestiques étaient marqués d'un chiffre et d'une lettre (on le trouve encore aujourd'hui). Le câble était identifié par une lettre symbole RK (câble radiofréquence), suivie d'un chiffre indiquant :
- l'impédance des ondes ;
- Épaisseur du câble en mm ;
- numéro de catalogue.
Par exemple, le câble RK-75-4 indiquait des produits avec une résistance d'onde de 75 Ohm et un diamètre d'isolation de 4 mm.
La désignation internationale commence également par deux lettres :
- RG - câble de radiofréquence ;
- DG pour les réseaux numériques ;
- SAT, DJ - pour les réseaux satellitaires (câble haute fréquence).
Vient ensuite un numéro qui ne contient aucune information technique (pour le déchiffrer, il faut regarder la fiche technique du câble). Plus loin, il peut y avoir d'autres lettres indiquant des propriétés supplémentaires. Un exemple de marquage - RG8U - câble RF de 50 Ohm avec un diamètre réduit de l'âme centrale et une densité plus faible de la tresse.
En comprenant les différences entre le câble coaxial et les autres produits de câblage et en apprenant l'impact de ses paramètres sur les caractéristiques de performance, vous pouvez appliquer avec succès ce produit dans les domaines auxquels il est destiné.
Articles connexes :
