Cablul coaxial

Cablul coaxial

1 Informatii generale

1.1 Configurarea conductoarelor

1.2 Functia

1.3 Materiale

1.4 Protectia suplimentara

1.5 Dimensiuni

2 Rezistenta in curent continuu (DC)

3 Modelul RF si efectul "skin"

1 Informatii generale

1.1 Configurarea conductoarelor

Semnalele intr-un sistem CATV sunt transmise prin cabluri coaxiale. Un cablu coaxial consta dintr-un fir, numit conductor central, inconjurat de un tub metalic, numit husa (invelis) sau conductor extern si un material numit dielectric, intre conductorul central si husa (invelis). Numim acest tip de cablu "coaxial " pentru ca cei doi conductori au aceeasi axa. [Ghe

1.2 Functia

Conductorul central transmite semnale RF si, in unele cazuri, curent alternativ. Conductorul extern este baza atat pentru semnale RF cat si pentru curent alternativ. Previne iesirea sau intrarea radiatiilor RF in/din cablu. Dielectricul izoleaza conductorul central de cel extern.

1.3 Materiale

Conductorul central este facut de obicei din aluminiu cu un strat subtire extern din cupru. Un asemenea conductor este numit conductor central din "aluminiu imbracat in cupru". Conductoare centrale din cupru solid sunt deja disponibile insa sunt mai rar folosite din cauza pretului mai ridicat a cuprului solid.

Aluminiul solid, cu toate ca este mai ieftin, nu are proprietati conductive adecvate (in special pentru semnale RF de frecvente inalte) pentru a fi folosit ca un conductor central.Configuratia aluminiu imbracat in cupru ofera avantajele amandurora dupa cum vom vedea mai in detaliu in sectiunea "Model RF si efectul 'Skin' ". Pentru tarie, otelul imbracat in aluminiu este deseori folosit ca si conductor central in cabluri "drop", cabluri cu diametru mic care fac conexiunea finala la locuinta utilizatorului.

In cazul cablurilor coaxiale cu diametru mai mare, husa este facuta din aluminiu solid. In cazul cablurilor "drop", husa este facuta din aluminiu sau cupru impletit. In unele cazuri, conductorul extern va fi format dintr-o impletitura cu proprietati conductive pusa peste un strat conductiv din aluminiu-polipropilen si un alt strat plasat peste impletitura.

Materialul dielectric poate fi de mai multe tipuri. Polietilen solid, polietilen injectat cu nitrogen, si aerul sunt cele mai des folosite materiale dielectrice. Cand este folosit aerul ca si dielectric, discuri din plastic tin conductorul central pe loc, prevenind nu numai contactul dintre cei doi conductori, totodata pastrand distanta corecta intre ei.

Polietilen injectat cu nitrogen este cel mai des folosit dielectric in zilele noastre.

1.4 Protectia suplimentara

Unele tipuri de cabluri coaxiale sunt construite cu o protectie suplimentara impotriva pagubelor mecanice si coroziunii (ruginirii). Pentru a fi protejate impotriva pagubelor mecanice (de exemplu, rozatoare, echipament de sapat), unele cabluri au o husa suplimentara numita "scut".

Pentru a fi protejate impotriva ruginirii, unele cabluri au un invelis din plastic pe exterior. Unele cabluri invelite contin un lichid lipicios , numit "flooding compound", intre invelis si conductorul extern. In cazul in care husa se strica, "flooding compound"-ul coaguleaza cand este expus aerului si "vindeca" portiunea stricata a husei, astfel mentinandu-se protectia impotriva ruginirii.

Unele cabluri sunt construite cu un fir metalic suplimentar in afara husei externe. Acest fir suplimentar, numit un fir "mesager", ofera tarie mecanica cablului.

Multe combinatii a acestor masuri protectoare sunt oferite de fabricantii de cabluri.

1.5 Dimensiuni

Cablurile coaxiale din husa solida se gasesc in marimile: 1.25", 1", 7/8", 3/4', 5/8", ½", si 4.12". Marimile indica diametrul exterior al husei.

Cabluri coaxiale cu husa impletita au marimile: 3.13" (RG-11), 12" (RG-6), si 1.77" (RG-59). Dimensiunile date reprezinta diametrul exeterior al husei impletite.

Cabluri "drop" sunt adesea identificate prin modele RG-11, RG-6, si RG-59, mai rar prin dimensiuni.

Cu cat este mai larg conductorul exterior, cu atat mai larg este conductorul interior. Dupa cum vom vedea in modelul RF a cabului coaxial, relatia intre diametrele conductoarelor interioare si exterioare este foarte importanta pentru buna functionare a cablului, la fel si calitatea izolatoare o dielectricului. [Ghe

Times Fiber Communications T10 Drop Cable (TFC)

2 Rezistenta in curent continuu (DC)

Cu toate ca de obicei se neglijeaza rezistenta firelor, in multe circuite unde firele sunt scurte si frecventele mici, nu putem considera cablul coaxial un conductor perfect, asa cum este folosit intr-un sistem CATV. Cablul coaxial este evaluat dupa rezistenta-per-lungime in curent continuu.

Daca cunosti rezistenta-per-lungime a unui anume tip de cablu, atunci poti gasi rezistenta campului acelui cablu, inmultind rezistenta-per-lungime cu lungimea acelui camp.

Producatorii afiseaza rezistenta-per-lungime in curent continuu pentru conductorul central separat, pentru conductorul extern separat, si pentru bucla care se formeaza scurt-circuitand acesti doi conductori.

Cu cat este mai lung campul cablului, cu atat mai mare este rezistenta sa. Cu cat este mai lung diametrul cablului, cu atat mai mica este rezistenta- per- lungime a sa.

3 Modelul RF si efectul "skin"

Pentru curent continuu, conductorul central si extern a unui cablu coaxial pot fi considerati ca si rezistente. Si cu rezistente se poate lucra usor. Felul cum un cablu coaxial reactioneaza la curent alternativ nu este deloc o chestiune simpla. De fapt, multe din complexitatile tehnice ale industriei CATV sunt in legatura directa cu reactia complicata a cablului coaxial asupra curentului alternativ, mai ales la frecvente inalte.

De retinut ca toate semnalele RF sunt curenti alternativi.

In general, un conductor sau un alt element al circuitului poate reprezenta nu doar rezistente, ci poate avea chiar proprietati inductive si capacitive.

Acum, inductanta si capacitanta pot inhiba curgerea curentului alternativ. Raspunsul inductantei la curentul altenativ este numit "reactanta inductiva" si este reprezentat prin simbolul XL; raspunsul capacitatii la curent alternativ este numit "reactanta capacitiva" si este reprezentat prin simbolul XC.

Atat rectanta inductiva cat si reactanta capacitiva variaza dupa freceventa f. Oricum, reactanta inductiva creste cu cresterea frecventei, iar reactanta capacitiva scade cand frecventa urca.

Daca frecventa este 0, f = 0, putem afla cum se comporta o bobina si o capacitate in curent continuu (frecventa in curent continuu este 0).

O bobina nu are reactanta in curent continuu, si de-aceea se comporta ca un circuit deschis in curent continuu. Dar, atunci cand creste frecventa, reactanta capacitiva devine tot mai mica. Cu cat urcam in frecventa, cu atat mai mult capacitatea arata ca un scurt-circuit in curent alternativ.

Combinatia intre rectanta inductiva, rectanta capacitiva, si o rezistenta obisnuita se numeste "impedanta" conductorului sau elementul circuit. Folosim litera Z pentru a reprezenta impedanta. Z=R+j(XL-XC).

"j"-ul (j este egal cu radical din -1) arata ca impedanta este un numar "complex". Noi nu ne vom ocupa cu numere complexe. Este de ajuns sa stim ca: prin matematica "complexa" este mult mai simplu sa urmarim relatia dintre tensiune si curent pentru circuite alimentate cu curent alternativ.

Acum ca am introdus notiunile de impedanta si reactanta, suntem intr-o pozitie foarte buna sa intelegem unele lucruri importante despre cablul coaxial. Ne vom uita la un model de cablu coaxial care explica: (1) de ce raspunde diferit la frecvente diferite, si (2) de ce putem spune ca un anumit camp al cablului are o rezistenta de, 2 ohmi, si mai spunem ca este un cablu de 75 ohmi.

Suntem obisnuiti de a face aproximarea unui conductor ideal. De exemplu, cand desenam un circuit simplu ca si cel din figura 2, presupunem de obicei ca firele care leaga bateria de rezistor sunt conductoare "ideale", adica, conductoarele nu au rezistenta. Cu cat firele sunt mai scurte si frecventele mai mici, cu atat mai buna va fi aproximarea. De cele mai multe ori este o aproximare satisfacatoare.