Простое средство передачи сигналов: коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель (коаксиальная пара) – это проводник, который состоит из центральной жилы и экрана. Они разделены изоляционным материалом или воздушной камерой, но расположены на одной оси. Он передает радиочастотные электрические сигналы. Отличием от экранированного провода является однородное сечение в направлении одной оси, изготовление изоляционного слоя из более качественных материалов, лучшее качество проводника. Все габаритные характеристики нормируются стандартами отрасли.

Данное изделие бывает тонким и толстым. Выбирают его в соответствии с параметрами сети. Тонкий имеет диаметр 5 мм, он обладает гибкостью, характеризуется простотой использования и является универсальным. Он подключается к платам сетевого адаптера компьютера, передает сигнал на расстояние 185 м без помех и затухания. Тонкий кабель оборудуется жилами из меди.

Толстый коаксиальный кабель имеет меньшую податливость изгибу, диаметр его составляет 10 мм. Его наименование часто указано как «стандартный Ethernet», что обусловлено его применением в сетевой архитектуре. Медная жила имеет большее сечение. Дальность сигнала составляет 500 м, поэтому он может применяться для объединения небольших сетей, состоящих из тонкого аналога.

Для соединения с толстым типом кабеля используется специальное устройство – трансивер, который оснащен разъемом vampire (piercing) tap – «зуб вампира» или «пронзающий ответвитель». Он способен пройти через изоляцию и установить соединение с жилой. Для подключения трансивера к сетевому адаптеру необходимо провод первого подключить к коннектору AUI платы. Он имеет название DIX-коннектор.

При увеличении площади сечения кабеля повышается сложность его прокладки. Тонкий имеет такие преимущества, как простота работы, небольшая стоимость, гибкость. Толстый в этом плане уступает своему аналогу, особенно если речь идет о прокладке трассы по трубам и желобам. Преимуществом его является способность передавать сигнал на большее расстояние.

Достоинства и недостатки

Высокая популярность кабеля обусловлена его преимуществами:

• небольшое затухание;
• стабильность работы при различной частоте сигнала;
• широкая полоса пропускания;
• безопасность и простота монтажа;
• невысокая цена, малый вес, гибкость, удобство в работе.

К эксплуатационным недостаткам относятся:

• меньшая полоса пропускания по сравнению с оптоволокном;
• потребность в коннекторах, сложность их установки и высокая стоимость;
• затратность монтажных работ с толстым кабелем;
• более сложная прокладка по сравнению с витой парой;
• подверженность механическим повреждениям.

Маркировка

Для прокладки и подключения коаксиального антенного кабеля не потребуются особые навыки или багаж знаний в данном направлении. Намного сложнее выбрать электропровод с учетом специфики телевизионной передачи информации. Чтобы понять, какой вариант лучше купить, рекомендуется рассмотреть маркировку и первоначальные данные изделий.

Марки коаксиального кабеля:

• RG – 6 завоевал популярность благодаря низкой цене и хорошим свойствам. Подойдет для внутренних работ.
• RG – 59 тонкий кабель, принимающий все разновидности сигналов, на дистанции более 190 м утрачивает свои характеристики.
• PK 75 от российского производителя предусматривает медную сердцевину и оплетку, а также двойной защитный ступень из луженой меди и алюминия.
• Марка SAT 703 разнится волновым сопротивлением 75 Ом, а также двойным экраном.
• SAT 50 от итальянского бренда располагает усиленной степенью защиты.
• DG 113 – наиболее дорогостоящий антенный коаксиальный кабель, но повышенные показатели экранирования транслируют сигналы высокого уровня.

Составные части

В состав коаксиального кабеля входят:

• 4 – оболочки, используемые в качестве изоляционного и защитного слоев. Они изготавливаются из светостабилизированного полиэтилена (ПЭ), ПВХ, витой фторопластовой ленты;
• 3 – внешний проводник (экран) изготавливается в виде оплетки, фольги с наружным покрытием из алюминия, гофротрубки, витых лент металла (меди, сплавов на основе алюминия и меди);
• 2 – изоляционный слой, представленный сплошным или полувоздушным диэлектрическим заполнением, которое обеспечивает соосность наружного и внутреннего проводника. Он может быть изготовлен из ПЭ, вспененного ПЭ, сплошного фторопласта, ленты из фторопласта, кордельно-трубчатого повива, шайбы и т.д.;
• 1 – внутренний проводник, представленный одиночным прямым или спиралевидным кабелем, многожильным проводником, трубкой из меди, сплава на ее основе, алюминиевого сплава, омедненной стали или алюминия, посеребренной меди.

Соосность сводит к минимуму потери электромагнитной энергии на излучение и обеспечивает защиту от помех. Это обусловлено сосредоточенностью обоих компонентов электромагнитного поля в пространстве между проводниками и невозможностью выхода их за пределы кабеля. В реальности такие отклонения могут происходить, поэтому показатели не является идеальными, а основная часть сигнала проводится по сердечнику.

Пример расшифровки

Описание

Высоковольтный коаксиальный кабель , используемый для передачи большого количества энергии, а не сигналов.
Центральная жила может быть выполнена из сплошной проволоки или из нескольких скрученных медных проволок ; в то время как снаружи может быть плетеная сетка, катаный лист или гофрированная медная или алюминиевая трубка . В последнем случае получится полужесткий трос.

Из-за необходимости обработки все более высоких частот и оцифровки передач в последние годы использование коаксиального кабеля постепенно заменяется оптоволоконным , особенно на расстояниях, превышающих несколько километров, поскольку пропускная способность последнего намного выше.

Выбор конструкции влияет на размер, гибкость и электрические свойства кабеля. Коаксиальный кабель состоит из жилы из медной проволоки , окруженной изолятором (или диэлектриком), плетеного металлического экрана или экрана и внешней оболочки.

Сердцевина коаксиального кабеля несет электронные сигналы, составляющие информацию. Эта жила может быть сплошной (обычно медной) или проволочной. Сердцевину окружает диэлектрический изолирующий слой, отделяющий ее от проволочной сетки. Плетеная сетка действует как заземление , защищая сердечник от электрических помех и искажений от соседних проводов. Сердцевина и сетка должны быть отделены друг от друга. Если бы они соприкоснулись, произошло бы короткое замыкание , и шумы или сигналы, потерянные в сетке, прошли бы по медному проводу.

Экранирование связано с оплеткой или сеткой из металла (или другого материала), которая окружает кабели. Экран защищает передаваемые данные, поглощая помехи , чтобы они не проходили по кабелю и не происходило искажения данных . Кабель, содержащий изолирующую фольгу и экранирующий слой из металлической оплетки, называется кабелем с двойным экраном. Для сильных помех есть четырехъядерное экранирование. Этот экран состоит из двух изолирующих листов и двух слоев плетеного металлического экрана.

Короткое замыкание возникает при соприкосновении двух проводов или провода и земли. Этот контакт вызывает прямой поток тока (или данных) по нежелательному пути. В случае обычной электроустановки короткое замыкание вызовет искрение и перегорание предохранителя или автоматического выключателя . С электронными устройствами, использующими низкое напряжение , эффект меньше и едва заметен. Эти короткие замыкания при низком напряжении вызывают отказ устройства, и обычно передаваемые данные теряются.

Непроводящая внешняя оболочка (обычно сделанная из резины , тефлона или пластика ) окружает весь кабель для предотвращения возможного поражения электрическим током.

Коаксиальный кабель более устойчив к помехам и затуханию , чем витая пара ; По этой причине было время, когда он был наиболее используемым.

Сетка проводов поглощает паразитные электронные сигналы, поэтому они не влияют на данные, передаваемые по внутреннему кабелю. По этой причине коаксиальный кабель является хорошим выбором для больших расстояний и надежной передачи больших объемов данных с помощью простой системы.

В коаксиальных кабелях поля, вызванные токами, которые циркулируют по внутреннему и внешнему кабелю, компенсируют друг друга.

Характеристики коаксиального кабеля

К основным характеристикам коаксиального кабеля относятся:

Оптическое цифровое подключение

При оптическом цифровом подключении данные передаются по оптоволоконному кабелю (волокна которого могут быть изготовлены из пластмассы, стекла или кварца) посредством света. В таком случае шум из источника на контур ЦАП не переносится, как это может произойти с коаксиальным, поэтому его разумно использовать при подключении устройства напрямую к ЦАП саундбара или AV-ресивера.

Традиционно в системах ДК оптические кабели используются для передачи сжатого многоканального звука в форматах Dolby Digital и DTS. Те, что с разъемом Toslink (Toshiba Link), подключаются к соответствующим портам источника и AV-ресивера. Неплохим начальным вариантом будет кабель QED Performance Graphite Optical.

Многие производители перешли на HDMI в качестве основного типа разъемов, однако оптические выходы все еще регулярно встречаются у таких устройств, как игровые консоли, Blu-ray-проигрыватели, ТВ-приставки и телевизоры. Соответствующие входы можно обнаружить на стороне усилителя или ЦАП – например, в саундбарах или AV-ресиверах.

Как и в случае с коаксиальным подключением, одной из проблем оптического оказывается недостаток пропускной способности для передачи аудиоформатов без потерь – например, Dolby TrueHD или DTS-HD Master Audio, в которых записаны большинство саундтреков на Blu-ray-дисках. Кроме того, оптическое подключение не способно передавать сигналы более двух каналов несжатого потока в PCM. И, наконец, оптический кабель можно повредить, если слишком сильно согнуть его.

Классификация

Типы коаксиальных кабелей по области применения:

• для авиации;
• для кабельного TV;
• для бытовой техники;
• для космической техники;
• для компьютерных сетей;
• для коммуникации.

Волновое сопротивление может отличаться от указанных в классификации значений, для удобства предусмотрено разделение кабелей на группы. В России предусмотрено пять классов, а в международных нормах – три. Аналоговая звукотехника часто использует проводники, которые не нормируются. В зависимости от волнового сопротивления выделяют:

• 50 Ом – кабель пользуется наибольшей популярностью, используется в радиотехнике. Он передает радиосигналы, максимальные по мощности и электрической прочности при минимальных потерях;
• 75 Ом – второй по востребованности проводник, используется в TV системах. Он характеризуется механической прочностью и невысокой стоимостью, применяется при небольшой мощности, но значительной протяженности сети. Потери его несколько выше;
• 100 Ом – используется в импульсной технике и специальных целях;
• 150 Ом – является аналогом с повышенным сопротивлением;
• 200 Ом – характеризуется самым высоким сопротивлением, предусмотрен только нормами РФ.

Классификация по диаметру изоляции разделяет коаксиальный кабель на группы:

• субминиатюрный – до 1 мм;
• миниатюрный – 1,5-2,95 мм;
• среднегабаритный – 3,7-11,5 мм;
• крупногабаритный – больше 11,5 мм.

По виду экрана провод делится на:

• из трубки, изготовленной из металла;
• сплошной;
• с луженой оплеткой;
• с двойной и многослойной оплетка, дополнительным слоем;
• с однослойной оплеткой;
• стандартный экран;
• излучающий проводник (со специально заниженной, но контролируемой степенью экранирования).

В зависимости от гибкости выделяют:

• жесткий;
• полужесткий;
• гибкий;
• особо гибкий кабель.

Правила монтажа

Представленные провода довольно гибкие, поэтому процесс установки не составит труда. Важно помнить, что радиус поворота во время прокладки не может превышать 12-кратную величину изгиба оболочки кабеля.

Если мастер не соблюдает рекомендации, то перегиб будет постепенно разрушать целостность оболочки. Центральная жила продавит диэлектрический слой, поэтому на экране произойдёт короткое замыкание. Важно не подвешивать кабель на гвоздь, иначе он будет растягиваться под собственным весом и приведет к обрыву центральной жилы.

Необходимо правильно разделывать концы, чтобы присоединить разъёмы, от этого зависит точность работы электрических приборов. Следует делать это таким образом:

1. Обрезать кабель под прямым углом по отношению к оболочке.
2. Вставить зачищенный конец провода в специальный инструмент для снятия изоляционного слоя.
3. Сжать инструмент, в результате изоляция снимется и оголится медная жила.
4. Хорошо зажать кабель, провернуть его несколько раз.
5. Сделать еще несколько проворотов при помощи кольца, не разжимая инструмента.

Вам это будет интересно Маркировка и характеристики медного многожильного кабеля ВВГ

После этой процедуры мастер получает полностью зачищенный кабель, который готов к дальнейшему подключению.

Оболочка защищает от проникновения влаги внутрь медного провода и предотвращает различные внешние повреждения во время всего периода эксплуатации. Кабель никогда не прокладывают под землёй, а также во влажных местах. Вода просачивается внутрь защитной оболочки, поэтому происходит её постепенное разрушение, окисление и короткое замыкание центрального стержня. Но его можно эксплуатировать на поверхности при небольших показателях влажности, а также в дождливую погоду.

Чтобы влага не проникала внутрь, нужно тщательно обработать места стыков. Для этого применяют силиконовые герметики. Изолента и пластилин не являются проверенными способами защиты. Также можно купить разъёмы, которые устойчивы к негативному воздействию влаги. Соединения, которые делают при помощи пайки, могут изменить уровень волнового сопротивления.