Diez vai es varu iedomāties kādu, kurš nekad nav redzējis koaksiālo kabeli. Joprojām ir daudz jautājumu, uz kuriem jāatbild, kā tas tiek izgatavots, kādas ir tā priekšrocības un kur to izmanto.
Saturs
Kā tiek veidots koaksiālais kabelis
Koaksiālais kabelis sastāv no
- iekšējais vadīts (centrālā serde)
- dielektriķis;
- ārējais vadītājs (pinums);
- Ārējais pārklājums.
Ja aplūkojat kabeļa šķērsgriezumu, redzams, ka abi vadi atrodas uz vienas ass. No tā arī cēlies kabeļa nosaukums: koaksiālais angļu valodā.
Laba kabeļa iekšējais vadīts ir izgatavots no vara. Mūsdienās lētajos produktos izmanto alumīniju vai pat ar varu pārklātu tēraudu. Laba kabeļa dielektriķis ir polietilēns, bet augstfrekvences kabeļos izmanto fluoroplastiku. Lētās versijās tiek izmantotas dažādas putuplastmasas.
Klasiskais pinuma materiāls ir varš, un kvalitatīvu izstrādājumu pinums ir cieši pīts, bez spraugām. Zemākas kvalitātes kabeļos ārējā vadītāja izgatavošanai izmanto vara sakausējumus, dažkārt tērauda sakausējumus, lai padarītu to lētāku, izmanto retākus pinumus, un dažos gadījumos izmanto foliju.
Koaksiālā kabeļa piemērošanas joma, tā plusi un mīnusi
Visbiežāk koaksiālo kabeli izmanto augstfrekvences strāvu (RF, mikroviļņu un augstāku frekvenču) pārraidei. Daudzos gadījumos to izmanto saikne starp antenu un raidītāju vai starp antenu un uztvērēju, kā arī kabeļtelevīzijas sistēmās. Šādu signālu var pārraidīt arī pa divvadu līniju - tas ir lētāk.
Dažos gadījumos tas tiek darīts, taču šādai līnijai ir nopietns trūkums - elektriskais lauks tajā iet caur atklātu telpu, un, ja tajā nonāk kāds ārējs vadošs objekts, tas rada signāla izkropļojumus - vājināšanos, atstarošanos utt. Savukārt koaksiālajā kabeļa gadījumā elektriskais lauks ir pilnībā iekšpusē, tāpēc jums nav jāuztraucas par metāla priekšmetiem (vai arī tie vēlāk varētu atrasties kabeļa tuvumā), kad tie tiek likti - tie neietekmēs pārraides līnijas darbību.
Koaksiālā kabeļa trūkums ir tā augstā cena. Par trūkumu uzskata arī lielo darbietilpību, kas saistīta ar bojātas līnijas remontu.
Agrāk koaksiālos kabeļus plaši izmantoja arī datu pārraidei datoru tīklos. Mūsdienās pārraides ātrums ir palielinājies līdz tādam līmenim, ko radiofrekvenču kabelis nespēj sasniegt, tāpēc šis pielietojums strauji tiek pakāpeniski atcelts.
Atšķirība starp koaksiālo kabeli un bruņotu kabeli un ekranētu vadu
Koaksiālo kabeli bieži jauc ar ekranētu vadu un pat ar bruņotu strāvas kabeli. Lai gan tiem ir zināma ārēja dizaina līdzība ("kodols-izolācija-metāla elastīgs apvalks"), to mērķis un darbības princips ir atšķirīgs.
Koaksiālā kabeļa pīne ir otrais vadīts, kas noslēdz ķēdi. Tam ir jāpārvadā slodzes strāva (dažreiz pat iekšējā un ārējā puse ir atšķirīgas). Drošības apsvērumu dēļ pinumu var savienot vai nesavienot ar zemi - tas neietekmē pinuma darbību. To arī nav pareizi saukt par vairogu - tam nav globālas aizsarglīdzekļa funkcijas.
Ar bruņotiem kabeļiem ārējais metāla pinums aizsargā izolācijas slāni un vadītāju no mehāniskas iedarbības. Tas ir ļoti spēcīgs, un drošības apsvērumu dēļ tas vienmēr ir jānostiprina. Normālas darbības laikā caur to plūst strāva.
Ekranētam vadam ir ārējs, vadošs apvalks, kas aizsargā vadītāju pret ārējiem traucējumiem. Ja nepieciešams aizsargāt pret LF traucējumiem (līdz 1 MHz), ekrāns ir iezemēts tikai vienā vadu pusē. Trokšņu gadījumā virs 1 MHz ekranējums kalpo kā laba antena, tāpēc tas ir iezemēts visā garumā vairākos punktos (pēc iespējas biežāk). Normālā ekspluatācijas režīmā strāvai nevajadzētu plūst arī pāri vairogam.
Koaksiālā kabeļa tehniskie parametri
Viens no galvenajiem parametriem, kas jāņem vērā, izvēloties kabeli, ir tā pretestība. Lai gan šo parametru mēra omos, to nevar izmērīt ar parastu ommetra testeri, un tas nav atkarīgs no kabeļa posma garuma.
Līnijas pretestību nosaka tās lineārās induktivitātes un lineārās kapacitātes attiecība, kas savukārt ir atkarīga no centrālās serdes un pinuma diametru attiecības, kā arī no dielektrika īpašībām. Tāpēc, ja nav instrumentu, viļņu pretestību var "izmērīt" ar suportimetru - noskaidrot serdes diametru d un pīnes diametru D un aizstāt šīs vērtības formulā.
Šeit arī:
- Z - Nepieciešamā viļņu pretestība;
- Er - dielektriķa dielektriskā konstante (polietilēnam var ņemt 2,5, bet putām - 1,5).
Kabeļa pretestība var būt jebkāda ar saprātīgiem izmēriem, bet standarta izstrādājumi ir pieejami ar vērtībām:
- 50 Ohm;
- 75 Ohm;
- 120 Ω (diezgan rets variants).
Nevar teikt, ka 75 Ω kabelis ir labāks par 50 Ω kabeli (vai otrādi). Katrs no tiem jāpielieto savā vietā - raidītāja izejas viļņu pretestība Zи, sakaru līnija (kabelis) Z un slodzei jābūt vienādai ZнTikai šādā gadījumā enerģijas pārvade no avota uz slodzi var notikt bez zudumiem vai atstarojumiem.
Pastāv zināmi praktiski ierobežojumi kabeļu ar augstu viļņu pretestību ražošanai. Kabelim ar 200 omiem vai vairāk jābūt ar ļoti plānu serdi vai lielu ārējā vadītāja diametru (lai būtu augsta D/d attiecība). Šādu produktu ir grūtāk izmantot, tāpēc augstas pretestības ceļiem izmanto vai nu divvadu līnijas, vai arī terminātorus.
Vēl viens svarīgs koaksiālās sistēmas parametrs ir vājināšanās. To mēra dB/m. Kopumā, jo biezāks kabelis (precīzāk, jo lielāks centrālās serdes diametrs), jo mazāks ir signāla vājinājums ar katru garuma metru. Taču šo parametru ietekmē arī materiāli, no kuriem ir izgatavota sakaru līnija. Ohmiskos zudumus nosaka serdes un pinuma materiāls. Dielektriskie zudumi arī veicina. Šie zudumi palielinās līdz ar signāla frekvenci, un to samazināšanai tiek izmantoti īpaši izolācijas materiāli (fluoroplasts u. c.). Putu dielektriķi, ko izmanto lētos kabeļos, palielina vājinājumu.
Vēl viena svarīga koaksiālā kabeļa īpašība saīsinājuma koeficients. Šis parametrs ir nepieciešams, ja ir jāzina pārraidītā signāla kabeļa garums viļņu garumā (piemēram, impedances transformatoros). Elektriskais garums un fiziskais kabeļa garums nesakrīt, jo gaismas ātrums vakuumā ir lielāks nekā gaismas ātrums kabeļa dielektriķī. Kabelim ar polietilēna dielektriķi Kk=0,66, fluoroplastam - 0,86. Lētiem izstrādājumiem ar putu izolatoru - neparedzams, bet tuvāk 0,9. Ārvalstu tehniskajā literatūrā retardacijas koeficienta vērtība - Katpalicība=1/Кpārmetumi.
Koaksiālajam kabelim ir arī citas īpašības - minimālais lieces rādiuss (galvenokārt atkarīgs no ārējā diametra), izolatora elektriskā izturība utt. Arī tie dažkārt ir nepieciešami, izvēloties koaksiālo kabeli.
Koaksiālā kabeļa marķējums
Iekšzemes ražojumiem bija ciparu-burtu marķējums (to var atrast vēl šodien). Kabeli marķēja ar RoK (radiofrekvences kabelis), kam sekoja numurs:
- viļņu pretestība;
- Kabeļa biezums mm;
- kataloga numurs.
Piemēram, kabelis RK-75-4 apzīmē izstrādājumus ar viļņu pretestību 75 Ohm un 4 mm izolācijas diametru.
Starptautiskais apzīmējums arī sākas ar diviem burtiem:
- RG - radiofrekvences kabelis;
- digitālo tīklu ģenerāldirektorāts;
- SAT, DJ - satelīttīkliem (augstfrekvences kabelis).
Tālāk ir cipars, kas nesatur nekādu tehnisku informāciju (lai to atšifrētu, ir jāskatās kabeļa datu lapā). Turpmāk var būt vēl citas vēstules, kurās norādītas papildu īpašības. Marķējuma piemērs - RG8U - 50 Ohm RF kabelis ar samazinātu centrālās serdes diametru un zemāku pinuma blīvumu.
Izprotot atšķirības starp koaksiālo kabeli un citiem kabeļu izstrādājumiem un uzzinot, kā tā parametri ietekmē veiktspējas raksturlielumus, jūs varat veiksmīgi izmantot šo izstrādājumu jomās, kurām tas ir paredzēts.
Saistītie raksti:
