Vargu ar yra kas nors, kas nė karto nėra matęs koaksialinio kabelio. Vis dar reikia atsakyti į daugybę klausimų, kaip jis gaminamas, kokie jo privalumai ir kur jis naudojamas.
Turinys
Koaksialinio kabelio konstrukcija
Koaksialinį kabelį sudaro
- vidinis laidininkas (centrinė šerdis)
- dielektrikas;
- išorinis laidininkas (pynė);
- Išorinė danga.
Pažvelgę į kabelio skerspjūvį pamatysite, kad abu laidininkai yra vienoje ašyje. Iš čia ir kilo kabelio pavadinimas: koaksialinis (angl. coaxial).
Gero kabelio vidinis laidininkas pagamintas iš vario. Šiuo metu pigiuose gaminiuose naudojamas aliuminis arba net variu dengtas plienas. Gero kabelio dielektrikas yra polietilenas, o aukšto dažnio kabeliuose naudojamas fluoroplastikas. Nebrangiose versijose naudojami įvairūs putplastikliai.
Klasikinė pynimo medžiaga yra varis, o kokybiškų gaminių pynimas yra tvirtas, be tarpų. Prastesnės kokybės kabelių išoriniam laidininkui gaminti naudojami vario lydiniai, kartais - plieno lydiniai, o kad būtų pigiau, naudojama reta pynė, kai kuriais atvejais - folija.
Koaksialinio kabelio taikymo sritis, jo privalumai ir trūkumai
Koaksialinis kabelis dažniausiai naudojamas aukšto dažnio srovėms (radijo dažnių, mikrobangų ir aukštesnio dažnio) perduoti. Daugeliu atvejų jis naudojamas ryšys tarp antenos ir siųstuvo arba tarp antenos ir imtuvo, taip pat kabelinės televizijos sistemose. Tokį signalą galima perduoti ir dvivamzde linija - tai pigiau.
Kai kuriais atvejais taip ir daroma, tačiau tokia linija turi rimtą trūkumą - elektrinis laukas joje eina per atvirą erdvę, ir jei į ją patenka išorinis laidus objektas, tai sukelia signalo iškraipymus - slopinimą, atspindį ir pan. Tačiau koaksialiniame kabelyje elektrinis laukas yra visiškai viduje, todėl tiesiant nereikia jaudintis dėl praeinančių metalinių objektų (arba jie vėliau gali būti šalia kabelio) - jie neturės įtakos perdavimo linijos veikimui.
Koaksialinio kabelio trūkumas - didelė kaina. Be to, trūkumu laikoma tai, kad sugadintos linijos remontas reikalauja daug darbo jėgos.
Anksčiau koaksialiniai kabeliai taip pat buvo plačiai naudojami duomenų perdavimui kompiuterių tinkluose. Šiuo metu perdavimo greitis išaugo iki tokio lygio, kurio radijo dažnio kabeliai negali pasiekti, todėl šis būdas sparčiai atsisakomas.
Koaksialinio kabelio, šarvuoto kabelio ir ekranuoto laido skirtumas
Koaksialinis kabelis dažnai painiojamas su ekranuotu laidu ir net su šarvuotu maitinimo kabeliu. Nors jų išorinis dizainas yra panašus ("šerdis-izoliacija-metalinis lankstus apvalkalas"), jų paskirtis ir veikimo principas skiriasi.
Koaksialinio kabelio pynutė yra antrasis laidininkas, kuris uždaro grandinę. Jis turi pernešti apkrovos srovę (kartais net vidinė ir išorinė pusės skiriasi). Saugumo sumetimais pynė gali būti arba nebūti sujungta su įžeminimu - tai neturi įtakos pynės veikimui. Taip pat neteisinga jį vadinti skydu - jis neatlieka visuotinės apsaugos funkcijos.
Šarvuotuose kabeliuose išorinė metalinė apyrankė apsaugo izoliacinį sluoksnį ir laidininką nuo mechaninio poveikio. Jis yra labai stiprus ir saugumo sumetimais visada turi būti įžemintas. Įprasto veikimo metu per jį neteka srovė.
Ekranuotas laidas turi išorinį laidų apvalkalą, apsaugantį laidininką nuo išorinių trukdžių. Jei reikia apsisaugoti nuo žemųjų dažnių trukdžių (iki 1 MHz), ekranas įžeminamas tik vienoje laidininko pusėje. Esant aukštesniems nei 1 MHz trukdžiams, ekranas tarnauja kaip gera antena, todėl jis įžeminamas per visą ilgį keliuose taškuose (kuo dažniau). Įprastomis eksploatavimo sąlygomis srovė neturėtų tekėti ir per ekraną.
Koaksialinio kabelio techniniai parametrai
Vienas iš pagrindinių parametrų, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis kabelį, yra jo varža. Nors šis parametras matuojamas omais, jo negalima išmatuoti paprastu ommetru ir jis nepriklauso nuo kabelio atkarpos ilgio.
Linijos impedansą lemia jos linijinio induktyvumo ir linijinės talpos santykis, kuris savo ruožtu priklauso nuo centrinės šerdies ir pynės skersmenų santykio, taip pat nuo dielektriko savybių. Todėl, neturint prietaisų, bangos varžą galima "išmatuoti" kalibrais - nustatyti šerdies skersmenį d ir pynės skersmenį D ir įrašyti šias vertes į formulę.
Čia taip pat:
- Z - Reikalinga bangų varža;
- Er - dielektriko dielektrinė skvarba (polietilenui - 2,5, o putplasčiui - 1,5).
Kabelio varža gali būti bet kokia, kai matmenys yra pagrįsti, tačiau standartiniuose gaminiuose yra nurodytos vertės:
- 50 omų;
- 75 Om;
- 120 Ω (gana retas variantas).
Negalima teigti, kad 75 Ω kabelis yra geresnis už 50 Ω kabelį (arba atvirkščiai). Kiekvieną jų reikia taikyti savo vietoje - siųstuvo išėjimo banginę varžą Zи, ryšio linija (kabelis) Z ir apkrova turi būti vienodi ZнTik tokiu atveju galia iš šaltinio į apkrovą gali būti perduodama be nuostolių ir atspindžių.
Didelės banginės varžos kabelių gamybai taikomi tam tikri praktiniai apribojimai. Kabelio, kurio varža yra 200 omų ar didesnė, šerdis turi būti labai plona arba išorinio laidininko skersmuo didelis (kad būtų didelis D/d santykis). Tokį gaminį sunkiau naudoti, todėl didelės varžos keliams naudojamos dviejų laidų linijos arba galiniai įtaisai.
Kitas svarbus koaksialinis parametras yra slopinimas. Jis matuojamas dB/m. Apskritai kuo storesnis kabelis (tiksliau, kuo didesnis centrinės šerdies skersmuo), tuo mažesnis signalo silpnėjimas su kiekvienu ilgio metru. Tačiau šiam parametrui įtakos turi ir medžiagos, iš kurių pagaminta ryšio linija. Ominiai nuostoliai priklauso nuo šerdies ir pynės medžiagos. Taip pat prisideda dielektriniai nuostoliai. Šie nuostoliai didėja didėjant signalo dažniui, todėl jiems sumažinti naudojamos specialios izoliacinės medžiagos (fluoroplastikas ir kt.). Putų dielektrikai, naudojami nebrangiuose kabeliuose, padidina slopinimą.
Kita svarbi koaksialinio kabelio savybė trumpinimo veiksnys. Šis parametras reikalingas tais atvejais, kai reikia žinoti perduodamo signalo kabelio ilgį bangos ilgiais (pvz., impedanso transformatoriuose). Elektrinis ilgis ir fizinis kabelio ilgis nesutampa, nes šviesos greitis vakuume yra didesnis už šviesos greitį kabelio dielektrike. Kabelio su polietileno dielektriku Kk=0,66, o fluoroplasto - 0,86. Pigių gaminių su putplasčio izoliatoriumi - nenuspėjama, bet arčiau 0,9. Užsienio techninėje literatūroje retardacijos koeficiento vertė - Katsilikimas=1/Кpriekaištai.
Koaksialiniam kabeliui būdingos ir kitos savybės - mažiausias lenkimo spindulys (daugiausia priklauso nuo išorinio skersmens), izoliatoriaus elektrinis stiprumas ir kt. Kartais renkantis koaksialinį kabelį reikia atsižvelgti ir į šias aplinkybes.
Koaksialinio kabelio žymėjimas
Buitiniai gaminiai buvo žymimi skaitmenimis ir raidėmis (jų galima rasti ir šiandien). Kabelis buvo pažymėtas RoK (radijo dažnio kabelis), po kurio sekė numeris:
- bangų varža;
- Kabelio storis mm;
- katalogo numeris.
Pavyzdžiui, kabeliu RK-75-4 žymimi gaminiai, kurių banginė varža yra 75 Om, o izoliacijos skersmuo - 4 mm.
Tarptautinis pavadinimas taip pat prasideda dviem raidėmis:
- RG - radijo dažnio kabelis;
- Skaitmeninių tinklų GD;
- SAT, DJ - palydoviniams tinklams (aukšto dažnio kabeliams).
Toliau nurodomas numeris, kuriame nėra jokios techninės informacijos (norint jį iššifruoti, reikia peržiūrėti kabelio duomenų lapą). Toliau gali būti daugiau laiškų, kuriuose bus nurodytos papildomos savybės. Ženklinimo pavyzdys - RG8U - 50 omų RF kabelis su sumažintu centrinės šerdies skersmeniu ir mažesniu pynimo tankiu.
Suprasdami koaksialinio kabelio skirtumus nuo kitų kabelių gaminių ir sužinoję jo parametrų įtaką eksploatacinėms savybėms, galėsite sėkmingai naudoti šį gaminį tose srityse, kurioms jis skirtas.
Susiję straipsniai:
