Loại nguồn cấp ăng ten phổ biến nhất được sử dụng ngày nay là cáp đồng trục RF. Nó thoải mái và cung cấp một mức hiệu suất tốt. Vì lý do này, một số lượng lớn cáp đồng trục được sản xuất cho nhiều mục đích khác nhau.
Công dụng
Cáp loại này được sử dụng ở những nơi cần thiết để truyền tín hiệu điện tần số vô tuyến. Lĩnh vực sử dụng rõ ràng nhất của họ là truyền hình ảnh đến TV gia đình, nhưng họ có nhu cầu ở nhiều lĩnh vực khác. Cáp đồng trục cũng được sử dụng để giám sát video và kết nối máy thu và ăng-ten của người tiêu dùng thương mại và công nghiệp. Chúng cần thiết ở những nơi cần thiết để truyền bất kỳ tín hiệu tần số cao nào qua một khoảng cách xa.
Thiết kế của cáp đồng trục giảm thiểu suy hao và nhiễu. Do đó, chúng được sử dụng rộng rãi trong việc tổ chức các kết nối mạng. Ví dụ, cáp đồng trục kỹ thuật số đã được sử dụng vào thời kỳ đầucác dạng mạng cục bộ Ethernet, mặc dù ngày nay chúng đã được thay thế bằng sợi quang để có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn và các cặp xoắn rẻ hơn khi tần số tín hiệu không cao.
Lịch sử Sáng tạo
Cáp đồng trục RF là một bộ phận quan trọng của thiết bị điện tử hiện đại. Việc triển khai nó lần đầu tiên được biết đến là vào năm 1884, khi Ernst von Siemens (một trong những người sáng lập Siemens) cấp bằng sáng chế cho ý tưởng của mình, nhưng vào thời điểm đó không có ứng dụng nào cho nó. Mãi đến năm 1929, Phòng thí nghiệm Bell mới được cấp bằng sáng chế cho các loại cáp đồng trục thương mại hiện đại, mặc dù việc sử dụng chúng tương đối ít. Ví dụ, chúng được sử dụng vào năm 1934 để truyền hình ảnh truyền hình từ Thế vận hội Berlin đến Leipzig. Năm 1936, một cáp đồng trục cho 40 kết nối điện thoại đã được đặt giữa London và Birmingham, và ở Hoa Kỳ, giữa New York và Philadelphia, một đường dây thử nghiệm đã được tạo ra để truyền hình ảnh truyền hình.
Sau khi bắt đầu sử dụng thương mại, các ứng dụng khác đã được phát hiện đã được thiết lập tốt và được sử dụng rộng rãi trong kinh doanh và gia đình.
Cáp đồng trục là gì?
Nó trông giống như một sợi dây điện dày. Được sản xuất từ các bộ phận cung cấp khả năng truyền tín hiệu RF suy hao thấp. Các yếu tố chính của nó là:
- trung tâm dẫn;
- chất điện môi cách điện;
- dây dẫn bên ngoài;
- ngăn bên ngoài.
Dây dẫn trung tâm hầu như luôn được làm bằng đồng. Đôi khi một hợp kim đồng hoặc nhôm được sử dụng. Có thể bao gồm một hoặc nhiều dây.
Chất điện môi cách điện ngăn cách các dây dẫn và là một trong những nguyên nhân chính gây suy giảm tín hiệu. Có thể ở thể rắn hoặc nửa không khí. Nó được thực hiện dưới dạng các ống dài làm bằng polyetylen hoặc nhựa dẻo, hoặc bọt, phần lớn trong số đó là không khí.
Dây dẫn bên ngoài thường là dây bện bằng đồng. Điều này cung cấp cho cáp xoắn đồng trục đủ độ linh hoạt. Đôi khi 2 hoặc thậm chí 3 lớp được sử dụng để cải thiện khả năng che chắn. Điều này thường đạt được bằng cách đặt một bím tóc trực tiếp lên bím tóc kia, mặc dù lá đồng hoặc băng dính có thể được sử dụng trong một số trường hợp. Với việc sử dụng các lớp che chắn bổ sung, mức độ nhiễu và bức xạ được giảm đáng kể.
Lớp vỏ bảo vệ bên ngoài ngăn chặn sự hình thành phản hồi của ký sinh trùng. Nó cũng cung cấp khả năng bảo vệ chống lại sự xâm nhập của bụi bẩn và hơi ẩm, đồng thời ngăn ngừa hư hỏng cáp do các phương tiện cơ học khác.
Nguyên tắc làm việc
Cáp đồng trục dẫn dòng điện qua cả dây dẫn bên trong và bên ngoài. Các dòng điện này bằng nhau và có phân cực ngược nhau, do đó tất cả các trường vẫn nằm trong cáp, không bức xạ ra ngoài nó và không bị nhiễu. Do đó, không có đối tượng bên ngoài nào ảnh hưởng đến các trường. Do đó, bộ nạp đồng trục lý tưởng để lắp đặt bên trong hoặc gần các tòa nhà hoặc các vật thể khác. Đây là ưu điểm chính của nó so với, ví dụ, cặp xoắn.
Khi chọn loại cáp đồng trục, phải tính đến các thông số kỹ thuật và thông số của nó.
Trở kháng
Đặc tính quan trọng nhất của cáp đồng trục là trở kháng của nó, được xác định bởi đường kính và vật liệu điện môi của nó. Thông số được đo bằng ohms. Ý nghĩa phổ biến nhất của nó là:
- Cáp đồng trục50 ohm. Cung cấp mức suy hao tín hiệu tối thiểu đối với trọng lượng dây dẫn nhất định. Thường được sử dụng cho các mục đích chuyên nghiệp.
- Cáp đồng trục75 ohm. Nó có trọng số tối thiểu cho một mức lỗ nhất định. Được sử dụng rộng rãi trong TV gia đình và thiết bị Hi-Fi.
- Cáp 93 ohm trước đây được sử dụng để liên kết máy tính và kết nối màn hình.
Các giá trị trở kháng khác đều có sẵn, nhưng nhu cầu ít hơn nhiều.
Phai
Một thông số quan trọng khác của cáp xoắn đồng trục là suy hao truyền tín hiệu của nó. Mức độ của chúng phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm chất lượng của chất điện môi và vật liệu dẫn điện. Sự suy giảm tín hiệu tỷ lệ với chiều dài cáp. Thông số kỹ thuật thường cho biết mất mát theo đơn vị decibel trên một đơn vị chiều dài. Ví dụ: cáp đồng trục RG-6A / U có độ suy giảm là 1,0 dB / 10 m ở 100 MHz. Thật không may, không phải tất cả các nhà sản xuất đều sử dụng cùng độ dài, vì vậy có thể cần tính toán bổ sung để so sánh.
Công suất tối đa cho phép
Mặc dù thông số kỹ thuật này không quan trọng lắm đối với các ứng dụng tín hiệu thấp, nhưng nó có thể trở thành một vấn đề khi truyền công suất cao. Thông thường, các hạn chế phát sinh do tổn thất nhiệt trong cáp. Nếu dự kiến truyền tải điện năng cao, hãy kiểm tra điện áp hoạt động.
Hệ số rút gọn
Đây là tỷ số giữa tốc độ truyền tín hiệu trong cáp đồng trục với tốc độ truyền tín hiệu trong chân không (tốc độ ánh sáng).
Trong một số trường hợp, giá trị của hệ số vận tốc có thể có tầm quan trọng lớn, ví dụ: khi pha của tín hiệu là quan trọng. Nó luôn nhỏ hơn 1. Theo nhiều khía cạnh, nó được xác định bởi vật liệu của chất điện môi. Đối với cáp đồng trục kỹ thuật số có chất điện môi polyetylen rắn, hệ số rút ngắn là 0,66 và với bọt polyetylen - trong khoảng 0,80-0,88.
Năng lực
Bởi vì các dây dẫn bên trong và bên ngoài tạo thành điện dung, nó tỷ lệ với đường kính, chiều dài cáp và hằng số điện môi của chúng.
Điện áp tối đa
Trong một số trường hợp, điện áp đạt giá trị cao. Vì điều này, cáp có thể bị hỏng. Điện áp tăng do mức độ cao của sóng dừng và công suất lớn. Trước khi chọn một loại cáp đồng trục cụ thể, cần phải kiểm tra xem nó chịu được điện áp dự kiến như thế nào.
Kích thước vật lý
Đặc điểm này quan trọng vì một số lý do. dây dẫnđường kính lớn hơn thường có tổn thất thấp hơn và xếp hạng công suất cao hơn. Ví dụ: cáp đồng trục 75 ohm RG-6 / U phổ biến có đường kính ngoài là 6,86 mm.
Ngoài ra, cáp phải phù hợp với các kích thước lỗ có sẵn và phù hợp với loại phích cắm chính xác. Thường thì cái sau được làm để phù hợp với các loại cáp phổ biến.
Hướng dẫn Cài đặt
Cáp đồng trục RF được sử dụng rộng rãi để truyền tín hiệu từ máy phát hoặc máy thu. Mặc dù nó rất dễ cài đặt nhưng để nó tồn tại được lâu thì cần phải đáp ứng một số điều kiện nhất định. Điều này đặc biệt quan trọng vì nó thường được lắp đặt ngoài trời và phải chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt.
Những thứ như độ ẩm có thể làm giảm hiệu quả của nó theo thời gian. Sự sụt giảm như vậy không được chú ý cho đến khi nó đến mức không thể sử dụng được. Một số biện pháp phòng ngừa đơn giản sẽ giữ cho cáp đồng trục của bạn hoạt động hiệu quả và làm chậm đáng kể tình trạng xuống cấp của cáp.
Chọn đơn hàng
Có rất nhiều loại cáp đồng trục trên thị trường, và thoạt nhìn, việc lựa chọn có vẻ khó khăn. Quyết định đầu tiên được thực hiện là chọn một trở kháng phù hợp. Ăng-ten video và Hi-Fi gia đình sử dụng cáp đồng trục 75 ohm. Người dùng chuyên nghiệp và đài nghiệp dư thường chọn trở kháng 50 ohm.
Quyết định tiếp theo cần đưa ra là mức độ suy giảm tín hiệu có thể chấp nhận được. Thế nàotổn thất ít hơn, đường kính của cáp càng lớn, cũng như giá thành của nó. Thông thường, bạn có thể tìm thấy một số nhãn hiệu có cùng đặc điểm và thường thì quyết định về một loại cụ thể sẽ phụ thuộc vào vị trí của các nhà cung cấp.
Sau khi đã tìm được cáp phù hợp, bạn có thể mua và lắp đặt nó.
Bảo vệ khỏi điều kiện thời tiết bất lợi
Khi lắp đặt ngoài trời, ví dụ như cáp đồng trục để giám sát video, điều rất quan trọng là đảm bảo nó được bảo vệ thích hợp. Điều này rất quan trọng, bởi vì bất kỳ độ ẩm nào cũng sẽ dẫn đến sự gia tăng đáng kể tổn thất. Nếu chất điện môi ngăn cách giữa dây dẫn bên trong và bên ngoài bị ướt, điều này sẽ làm giảm hiệu suất của nó và làm tăng suy hao. Độ ẩm cũng làm bện bị oxy hóa và làm giảm độ dẫn điện của nó.
Đó là lý do tại sao việc bịt đầu cáp lại rất quan trọng nếu nó được sử dụng ngoài trời và tránh ẩm ướt. Cần đảm bảo rằng vỏ bên ngoài vẫn còn nguyên vẹn và không bị hư hỏng trong quá trình lắp đặt và vận hành sau này.
Một phương pháp bổ sung để ngăn lượng lớn hơi ẩm xâm nhập vào cáp là tạo một vòng lặp lên và xuống. Điều này ngăn không cho nước xâm nhập vào bên trong tiếp tục di chuyển. Tuy nhiên, độ ẩm vẫn sẽ lan truyền theo hoạt động của mao mạch, vì vậy tốt nhất hãy đảm bảo rằng phần đuôi tóc được bịt kín và bảo vệ đúng cách.
Khuyến nghị cài đặt chung
Tất cả các loại cáp đều có bán kính uốn cong. Để tránh hư hỏng, chúng không được uốn cong hơn giá trị này. Nếu không thìTrong trường hợp này, cấu trúc bên trong có thể bị hỏng và tổn thất sẽ tăng lên đáng kể.
Bạn cũng nên cẩn thận để cáp không bị biến dạng. Điều này sẽ dẫn đến sự thay đổi về kích thước và khả năng chống sóng của nó. Ngoài ra, hư hỏng chất điện môi có thể làm tăng mức độ tổn thất.
Nếu cáp bị hư hỏng thực tế, hãy đảm bảo rằng vỏ bọc của nó vẫn còn nguyên vẹn. Nếu tính toàn vẹn của nó bị phá vỡ, thì điều này có thể dẫn đến sự xâm nhập của hơi ẩm, oxy hóa dây dẫn và làm ướt chất điện môi, điều này sẽ làm tăng mức độ tổn thất.
Trong một số trường hợp, cần chôn cáp đồng trục. Tem thông thường không thể được đặt dưới đất, vì vỏ của chúng không được thiết kế cho những điều kiện này. Nhưng chúng có thể được đặt trong một kênh được thiết kế đặc biệt cho việc này. Điều này có ưu điểm là cáp dễ thay thế. Tuy nhiên, hãy đảm bảo rằng không có nước vào kênh. Một giải pháp thay thế là sử dụng một loại cáp được thiết kế đặc biệt để đặt trong lòng đất, vỏ bọc có thể chịu được các điều kiện như vậy.
Kết thúc
Khi lắp đặt cáp đồng trục, điều quan trọng là phải ngắt đúng cách. Trong hầu hết các trường hợp, đầu cuối vật lý là phích cắm và thiết bị cuối là ăng-ten hoặc máy thu. Các kết nối phải được thực hiện chính xác và hiệu quả.
Mặc dù các đầu nối dân dụng thường có hiệu suất RF kém, nhưng có rất ít lựa chọn thay thế. Kết nối chất lượng cao hơn là cần thiết để sử dụng chuyên nghiệp, mặc dù trong trường hợp này, bạn cũng nên đảm bảo rằngrằng chúng phù hợp với các tần số được sử dụng. Một số mô hình giá rẻ không đáp ứng được yêu cầu và làm giảm hiệu suất của cáp đồng trục. Do đó, tốt hơn là bạn nên mua các đầu nối từ những người bán đáng tin cậy.
Việc lắp đặt cáp đồng trục đúng cách sẽ cung cấp nhiều năm sử dụng. Tuy nhiên, sự hao mòn và ảnh hưởng của môi trường sẽ khiến nó cần được thay thế sau một thời gian. Bởi vì sự suy giảm hiệu suất xảy ra chậm, nó có thể không được chú ý. Nó chỉ trở nên rõ ràng sau khi thay thế hoàn toàn cáp.
