Apenas hay una persona que nunca haya visto un cable coaxial. Cómo funciona, cuáles son sus ventajas, cuáles son sus áreas de aplicación: muchos aún tienen que resolver esto.
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Cómo funciona el cable coaxial
El cable coaxial consta de:
- conductor interior (núcleo central);
- dieléctrico;
- conductor exterior (trenza);
- cubierta exterior.
Si consideramos el cable en sección transversal, podemos ver que sus dos conductores están ubicados en el mismo eje. De ahí el nombre del cable: en inglés coaxial - coaxial.
El conductor interior de un buen cable está hecho de cobre. Ahora los productos baratos usan aluminio o incluso acero revestido de cobre. El dieléctrico en un cable de alta calidad es polietileno y en cables de alta frecuencia es fluoroplástico.En opciones económicas, se utilizan varios plásticos espumados.
El material clásico para trenzar es el cobre, y el trenzado de productos de calidad se lleva a cabo con un tejido denso, sin espacios. En los cables de menor calidad, se utilizan aleaciones de cobre, a veces aleaciones de acero, para fabricar el conductor exterior, se utiliza un tejido raro para reducir el costo y, en algunos casos, papel de aluminio.
Alcance del cable coaxial, sus pros y sus contras.
El uso más común de un cable coaxial es para transmitir corrientes de alta frecuencia (RF, microondas y superiores). En muchos casos esto se hace comunicación entre antena y transmisor o entre la antena y el receptor, así como en los sistemas de televisión por cable. Dicha señal también se puede transmitir mediante una línea de dos hilos, es más económica.
En algunos casos, esto se hace, pero dicha línea tiene un serio inconveniente: el campo eléctrico pasa a través del espacio abierto, y si un objeto conductor de terceros ingresa, esto causará una distorsión de la señal: atenuación, reflexión, etc. . Y para un cable coaxial, el campo eléctrico está completamente dentro, por lo que al tenderlo, no tiene que preocuparse de que la línea pase por objetos metálicos (o que posteriormente puedan estar muy cerca del cable), no afectarán la operación de la línea de transmisión.
Las desventajas del cable coaxial incluyen su alto costo. También es una desventaja la alta complejidad de reparar una línea dañada.
Anteriormente, los cables coaxiales se usaban ampliamente para organizar líneas de transmisión de datos en redes informáticas. Hoy en día, las tasas de transmisión han aumentado a niveles que el cable de RF no puede proporcionar, por lo que esta aplicación se está eliminando rápidamente.
La diferencia entre cable coaxial y cable blindado y cable blindado.
A menudo, el cable coaxial se confunde con el cable blindado e incluso con el cable de alimentación blindado. Si existe cierta similitud externa del diseño ("carcasa flexible de núcleo-aislamiento-metal"), su propósito y principio de funcionamiento son diferentes.
En un cable coaxial, la trenza actúa como un segundo conductor que completa el circuito. Una corriente de carga fluye necesariamente a través de él (a veces incluso en los lados interior y exterior es diferente). La trenza puede tener contacto con tierra por razones de seguridad, puede no tenerlo, esto no afecta su funcionamiento. También es incorrecto llamarlo pantalla: no tiene una función de detección global.
Para un cable blindado, la trenza metálica exterior protege la capa aislante y el núcleo de la tensión mecánica. Tiene alta resistencia y siempre está conectado a tierra de acuerdo con los requisitos de seguridad. En modo normal, no fluye corriente a través de él.
En un cable blindado, la cubierta conductora exterior está diseñada para proteger al conductor de interferencias externas. Si es necesario proteger contra interferencias de baja frecuencia (hasta 1 MHz), la pantalla se conecta a tierra solo en un lado del cable. Para interferencias superiores a 1 MHz, la pantalla sirve como una buena antena, por lo que se conecta a tierra en varios puntos (con la mayor frecuencia posible). En el modo normal, tampoco debería fluir corriente a través de la pantalla.
Parámetros técnicos del cable coaxial
Uno de los principales parámetros a los que debe prestar atención al elegir un cable es su impedancia característica. Aunque este parámetro se mide en ohmios, no se puede medir con un probador convencional en modo óhmetro, y no depende de la longitud del segmento de cable.
La impedancia de onda de una línea está determinada por la relación de su inductancia lineal a la capacitancia lineal, que, a su vez, depende de la relación de los diámetros del núcleo central y la trenza, así como de las propiedades del dieléctrico. Por lo tanto, en ausencia de dispositivos, puede "medir" la resistencia de onda con un calibrador: debe encontrar el diámetro del núcleo d y la trenza D, y sustituir los valores en la fórmula.
Aqui tambien:
- Z es la resistencia de onda deseada;
- mir - permitividad dieléctrica del dieléctrico (para polietileno, puede tomar 2.5 y para material espumado - 1.5).
La resistencia del cable puede ser cualquiera con dimensiones razonables, pero los productos se fabrican de forma estándar con los siguientes valores:
- 50 ohmios;
- 75 ohmios;
- 120 Ohm (una opción bastante rara).
Es imposible decir que un cable de 75 ohmios es mejor que uno de 50 ohmios (o viceversa). Cada uno debe aplicarse en su lugar: la impedancia característica de la salida del transmisor Zy, líneas de comunicación (cables) Z y la carga debe ser la misma Znorte, solo en este caso la transferencia de energía de la fuente a la carga ocurrirá sin pérdidas ni reflejos.
Existen ciertas limitaciones prácticas en la fabricación de cables con alta impedancia. Los cables de 200 ohmios y superiores deben ser de hilos muy delgados o con un conductor exterior de gran diámetro (para mantener una gran relación D/d).Tal producto es más difícil de usar, por lo tanto, para rutas con alta resistencia, se usan líneas de dos hilos o dispositivos de adaptación.
Otro parámetro coaxial importante es mojadura. Medido en dB/m. En general, cuanto más grueso es el cable (más precisamente, cuanto mayor es el diámetro del núcleo central), menos se atenúa la señal en él con cada metro de longitud. Pero este parámetro también se ve afectado por los materiales con los que está hecha la línea de comunicación. Las pérdidas óhmicas están determinadas por el material del núcleo central y la malla. Las pérdidas dieléctricas contribuyen. Estas pérdidas aumentan con el aumento de la frecuencia de la señal, se utilizan materiales aislantes especiales (PTFE, etc.) para reducirlas. Los dieléctricos espumados utilizados en cables económicos contribuyen a una mayor atenuación.
Otra característica importante del cable coaxial es factor de velocidad. Este parámetro es necesario donde es necesario conocer la longitud del cable en las longitudes de onda de la señal transmitida (por ejemplo, en transformadores de resistencia). La longitud eléctrica y la longitud física del cable no coinciden porque la velocidad de la luz en el vacío es mayor que la velocidad de la luz en el dieléctrico del cable. Para cable con polietileno dieléctrico Kreproche=0,66, para fluoroplástico - 0,86. Para productos baratos con aislante de espuma: impredecible, pero más cercano a 0.9. En la literatura técnica extranjera, se usa el valor del coeficiente de desaceleración - Kralentizado=1/Kreproche.
Además, el cable coaxial tiene otras características: el radio de curvatura mínimo (depende principalmente del diámetro exterior), la rigidez dieléctrica del aislante, etc. A veces también se necesitan para seleccionar un cable coaxial.
Marcado de cables coaxiales
Los productos nacionales tenían marcado alfanumérico (se puede encontrar incluso ahora). El cable fue designado con las letras RK (cable de radiofrecuencia), seguidas de números que indican:
- resistencia a las olas;
- espesor del cable en mm;
- Número de catalogo.
Por lo tanto, el cable RK-75-4 denotó productos con una impedancia de onda de 75 ohmios y un diámetro de aislamiento de 4 mm.
La designación internacional también comienza con dos letras:
- cable de radiofrecuencia RG;
- DG - cable para redes digitales;
- SAT, DJ: para redes de transmisión por satélite (cable de alta frecuencia).
Luego viene la figura, que obviamente no lleva información técnica (para descifrarla, tendrás que mirar en el pasaporte del cable). Además, puede haber más letras que indiquen propiedades adicionales. Un ejemplo de designación, RG8U, un cable de RF de 50 ohmios con un diámetro reducido del núcleo central y una densidad de trenza reducida.
Habiendo entendido las diferencias entre el cable coaxial y otros productos de cable y habiendo aprendido la influencia de sus parámetros en el rendimiento, puede usar este producto con éxito en las áreas para las que está diseñado.
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