Komaj oseba, ki še nikoli ni videla koaksialnega kabla. Kako je zasnovan, kakšne so njegove prednosti, kakšne so njegove aplikacije - to je še veliko, za mnoge je treba ugotoviti.
Vsebina
Kako je zgrajen koaksialni kabel?
Koaksialni kabel je sestavljen iz:
- notranji prevodnik (osrednje jedro);
- dielektrik;
- Zunanji vodnik (pletenica);
- Zunanja obloga.
Če pogledate kabel v prečnem prerezu, lahko vidite, da sta oba njegova vodnika na isti osi. Od tod tudi ime kabla: koaksialni v angleščini.
Notranji prevodnik v dobrem kablu je izdelan iz bakra. Dandanes poceni izdelki uporabljajo aluminij ali celo pobakreno jeklo. Dielektrik v visokokakovostnem kablu je polietilen, v visokofrekvenčnih kablih pa fluoroplast. Različne penaste plastike se uporabljajo v poceni različicah.
Klasičen material za pletenje je baker, pletenje visokokakovostnih izdelkov pa je izdelano z gostim tkanjem, brez vrzeli. V nizkokakovostnih kablih za izdelavo zunanjega prevodnika se uporabljajo bakrove zlitine, včasih jeklene zlitine, da bi bilo cenejše, se uporablja redka pletenica, v nekaterih primerih - folija.
Področje uporabe koaksialnega kabla, njegove prednosti in slabosti
Najpogostejša uporaba koaksialnega kabla za prenos visokofrekvenčnih tokov (RF, mikrovalovni in več). V mnogih primerih tako izvedite povezava med anteno in oddajnikom ali med anteno in sprejemnikom, pa tudi v sistemih kabelske televizije. Takšen signal je mogoče prenašati tudi po dvožilni liniji - je cenejša.
V nekaterih primerih se to naredi, vendar ima tak vod resno pomanjkljivost - električno polje v njem prehaja skozi odprt prostor in če ga ujame tuj prevodni predmet, povzroči popačenje signala - slabljenje, odboj, itd. Toda pri koaksialnem kablu je električno polje popolnoma v notranjosti, tako da vam, ko ga položite, ni treba skrbeti, da bo vod šel mimo kovinskih predmetov (ali pa bodo pozneje v neposredni bližini kabla) – ne bodo vplivali učinkovitost prenosnega voda.
Slabosti koaksialnega kabla so visoki stroški. Pomanjkljivost je tudi visoka delovna intenzivnost popravila poškodovane linije.
Prej so se koaksialni kabli pogosto uporabljali za organizacijo linij za prenos podatkov v računalniških omrežjih. Danes so se hitrosti prenosa povečale na ravni, ki jih radiofrekvenčni kabel ne more zagotoviti, zato se ta aplikacija hitro opušča.
Razlika med koaksialnim kablom in oklepnim kablom ter oklopljeno žico
Koaksialni kabel se pogosto zamenjuje z oklopljeno žico in celo z oklepnim napajalnim kablom. Čeprav obstaja nekaj zunanje podobnosti v zasnovi ("jedro-izolacija-kovinski fleksibilni plašč"), sta njun namen in princip delovanja različna.
Pletenica koaksialnega kabla deluje kot drugi prevodnik, ki zapre vezje. Nujno nosi obremenitveni tok (včasih sta celo notranja in zunanja stran različni).Pletenica ima lahko stik s tlemi zaradi varnosti ali pa tudi ne – to ne vpliva na njeno delovanje. Prav tako je napačno, če ga imenujemo ščit - globalno nima funkcije ščita.
Oklepni kabel ima zunanjo kovinsko pletenico, ki ščiti izolacijsko plast in jedro pred mehanskimi vplivi. Ima visoko trdnost in je vedno ozemljen v skladu z varnostnimi zahtevami. Pri normalnem delovanju skozenj ne teče tok.
Oklopljena žica ima zunanji prevodni plašč za zaščito prevodnika pred zunanjimi motnjami. Če je potrebna zaščita pred motnjami LF (do 1 MHz), je oklop ozemljen samo na eni strani žice. Pri motnjah nad 1 MHz zaslon služi kot dobra antena, zato je na več točkah ozemljen do konca (čim večkrat). Med normalnim delovanjem tudi tok ne sme teči skozi oklop.
Tehnični parametri koaksialnega kabla
Eden glavnih parametrov, na katerega morate biti pozorni pri izbiri kabla, je njegova valovna impedanca. Čeprav se ta parameter meri v ohmih, ga ni mogoče izmeriti z navadnim testerjem ohmmetra in ni odvisen od dolžine segmenta kabla.
Valovna impedanca voda je določena z razmerjem med njeno linearno induktivnostjo in linearno kapacitivnostjo, ki je posledično odvisna od razmerja premerov osrednjega jedra in pletenice ter od lastnosti dielektrika. Zato lahko v odsotnosti instrumentov "izmerite" valovni upor s čeljustjo - morate najti premer jedra d in pletenice D ter nadomestiti vrednosti v formuli.
Tukaj tudi:
- Z - zahtevana valovna impedanca;
- Er - dielektrična prepustnost dielektrika (za polietilen lahko vzamemo 2,5, za penasti material pa 1,5).
Odpornost kabla je lahko katera koli z razumnimi dimenzijami, vendar so na voljo standardni izdelki z vrednostmi:
- 50 Ohmov;
- 75 ohmov;
- 120 Ohm (precej redka različica).
Ni mogoče reči, da je 75 ohmski kabel boljši od 50 ohmskega (ali obratno). Vsak mora biti uporabljen na svojem mestu - valovna impedanca izhoda oddajnika Zи, zveza (kabelska) Z in obremenitev mora biti enaka Znle v tem primeru bo prenos energije od vira do bremena potekal brez izgub in odbojev.
Obstajajo določene praktične omejitve pri izdelavi kablov z visoko valovno impedanco. Kabel z 200 ohmi ali več mora imeti zelo tanko jedro ali zunanji vodnik velikega premera (za ohranjanje velikega razmerja D/d). Tak izdelek je težje uporabljati, zato se za poti z visoko impedanco uporabljajo dvožilni vodi ali zaključne naprave.
Drug pomemben koaksialni parameter je slabljenje .. Meri se v dB/m. Na splošno velja, da debelejši kot je kabel (natančneje, večji kot je premer osrednjega jedra), manj slabi signal z vsakim metrom dolžine. Toda na ta parameter vplivajo tudi materiali, iz katerih je izdelana komunikacijska linija. Ohmske izgube so določene z materialom osrednjega jedra in pletenice. Prispevajo tudi dielektrične izgube. Te izgube naraščajo s frekvenco signala, za njihovo zmanjšanje se uporabljajo posebni izolacijski materiali (fluoroplastika itd.). Penasti dielektriki, ki se uporabljajo v poceni kablih, prispevajo k povečanemu dušenju.
Druga pomembna lastnost koaksialnega kabla je faktor krčenja. Ta parameter je potreben, če je treba poznati dolžino kabla v valovnih dolžinah oddanega signala (na primer pri impedančnih transformatorjih). Električna in fizična dolžina kabla ne sovpadata, ker je hitrost svetlobe v vakuumu večja od hitrosti svetlobe v dielektriku kabla. Za kabel s polietilenskim dielektrikom Kutrjevanje=0,66, za fluoroplastiko - 0,86. Za poceni izdelke s penastim izolatorjem - nepredvidljivo, vendar bližje 0,9. V tuji strokovni literaturi je vrednost faktorja pojemka - Kzaostalost=1/Kočitek.
Koaksialni kabel ima tudi druge značilnosti - najmanjši polmer krivine (odvisen predvsem od zunanjega premera), električno trdnost izolatorja itd. Tudi te so včasih potrebne za izbiro koaksialnega kabla.
Označevanje koaksialnih kablov
Izdelki domače proizvodnje so imeli digitalno črkovno oznako (najdemo jo še zdaj). Kabel je bil označen s črkama RK (radiofrekvenčni kabel), nato so bile številke, ki so označevale:
- valovna impedanca;
- debelina kabla v mm;
- številka dela.
Na primer, kabel RK-75-4 je označen z izdelki z valovnim uporom 75 ohmov in premerom 4 mm v izolaciji.
Tudi mednarodna oznaka se začne z dvema črkama:
- RG-radiofrekvenčni kabel;
- DG-kabel za digitalna omrežja;
- SAT, DJ - za omrežja satelitskega oddajanja (visokofrekvenčni kabel).
Nato pride številka, ki očitno ne nosi tehnične informacije (da jo dešifrirate, morate pogledati v podatkovni list kabla). Nadalje je lahko več črk, ki pomenijo dodatne lastnosti. Primer oznake - RG8U - RF kabel 50 Ohm z zmanjšanim premerom osrednjega jedra in zmanjšano gostoto pletenice.
Z razumevanjem razlik med koaksialnim kablom in drugimi kabelskimi izdelki ter učenjem o vplivu njegovih parametrov na karakteristike delovanja lahko ta izdelek uspešno uporabite na področjih, za katera je namenjen.
Povezani članki:
