امپدانس کابل کواکسیال: چرا سیستم های 50 اهم و 75 اهم به ندرت عدم تطابق را می بخشند

مهندسی کابل کواکسیال

امپدانس کابل کواکسیال: چرا 50 اهم و 75 اهم به ندرت عدم تطابق را می بخشند

امپدانس مشخصه از هندسه و دی الکتریک ناشی می شود، نه از قیمت. در اینجا نحوه عملکرد سیستم های 50 و 75 اهم، هزینه عدم تطابق در واقع و اعداد مربوط به مشخصات خرید آمده است.

یک نصاب دوربین مداربسته یک قطره RG6 75 اهم را با یک آداپتور BNC 50 اهم خاتمه می دهد زیرا کشو قطعات نزدیکتر از انبار است. تصویر در روز اول تمیز است. سه هفته بعد، مشتری باندهای افقی ضعیف را گزارش می کند و ابتدا دوربین، دوم ضبط کننده و در آخر کابل مقصر شناخته می شود.

نسخه کوتاه، قبل از جزئیات: هر عنصر در زنجیره باید در مورد امپدانس توافق کند، از جمله کابل، کانکتور و درگاه تجهیزات. وقتی این کار را نمی کند، بخشی از سیگنال به جای رسیدن به گیرنده، به سمت پایین خط منعکس می شود و با افزایش فرکانس و طولانی تر شدن زمان، آن انعکاس ها آسیب زاتر می شوند.

آنچه در ادامه می‌آید نشان می‌دهد که واقعاً امپدانس چیست، چرا صنعت روی 50 و 75 اهم قرار گرفته است، چگونه عدم تطابق در تجهیزات تست و روی صفحه نمایش ظاهر می‌شود، و چه چیزی باید در مشخصات بنویسیم تا مشکل هرگز به سایت نرسد.

آنچه در واقع امپدانس کابل کواکسیال اندازه گیری می کند

امپدانس مشخصه مقاومت نیست. این نسبت ولتاژ به جریان برای موجی است که در طول خط حرکت می کند و حتی زمانی که هیچ چیز در انتهای خط وصل نیست وجود دارد. در ساخت فیزیکی یک کابل کواکسیال با سه چیز تنظیم می شود: قطر هادی مرکزی (d)، قطر داخلی سپر یا دی الکتریکی که فضا را پر می کند (D) و ثابت دی الکتریک آن ماده.

برای یک خط کواکسیال، فرمول کار کلاسیک Z0 = 138 تقسیم بر جذر ثابت دی الکتریک، ضرب در لگاریتم پایه ده D تقسیم بر d است. هادی و سپر را از هم دورتر ببرید یا ثابت دی الکتریک را پایین بیاورید و امپدانس افزایش می یابد.

دو پیامد از نظر تجاری مهم است:

• امپدانس با طول تغییر نمی کند. یک قطعه 5 متری و یک قطعه 500 متری از همان RG6 هر دو در حدود 75 اهم قرار دارند.
• امپدانس را نمی توان با مولتی متر خواند. برای تأیید آن نیاز به بازتاب سنج دامنه زمانی، تحلیلگر شبکه یا یک آزمایش جابجایی در برابر بار شناخته شده دارد.

مقاومت DC یک مشخصات جداگانه است و هنوز هم مهم است. گیرنده ماهواره ای که LNB را برای مدت طولانی به برق فشار می دهد، باید بر مقاومت حلقه غلبه کند، چیزی که امپدانس چیزی در مورد آن نمی گوید.

چرا 50 اهم و 75 اهم به استاندارد تبدیل شدند

هیچ کدام از این دو عدد دلخواه نیست. در کواکس دی الکتریک هوا، میرایی نزدیک به 77 اهم کمترین است، در حالی که کنترل توان نزدیک به 30 اهم به اوج خود می رسد. مهندسان مایکروویو هم به تلفات کم و هم به توان قابل استفاده نیاز داشتند، بنابراین 50 اهم به سازش کاری تبدیل شد و در عمل نظامی و بعداً تجاری سخت شد. مهندسان پخش به تلفات کم در اجراهای ویدیویی طولانی و کم توان اهمیت می‌دادند، بنابراین 75 اهم، نزدیک‌تر به حداقل تضعیف، به استاندارد ویدیو و تلویزیون کابلی تبدیل شد.

پنجاه اهم سازش بین قدرت و از دست دادن است. هفتاد و پنج اهم به سمت از دست دادن متمایل است. هر دو انتخاب های مهندسی هستند، نه درجه های کیفیت.

تفاوت‌های قابل مشاهده عمدتاً در خانواده‌های کنترل برق و اتصالات وجود دارد، همانطور که مقایسه زیر نشان می‌دهد.

برای کار توزیع 75 اهم، ساختار محافظ معمولا تصمیم بعدی پس از امپدانس است. سپر استاندارد برای اجراهای کوتاه مشترک مناسب است، سه شیلد برای محیط‌های پر سر و صدا یک نوار فویل اضافه می‌کند و در جایی که حاشیه‌های تلفات ورودی و بازگشتی کم است، محافظ چهارگانه انتخاب می‌شود.

عدم تطابق در اعداد: ضرر برگشتی، VSWR و علائم قابل مشاهده

انعکاس قابل پیش بینی است. یک بار 75 اهم را از یک منبع 50 اهم تغذیه کنید و ضریب انعکاس 0.2 است که VSWR حدود 1.5 تا 1 است، تلفات برگشتی نزدیک به 14 دسی بل و تقریباً 4 درصد از توان فرودی منعکس شده است. چهار درصد بی ضرر به نظر می رسد، و در یک لید کوتاه معمولاً بی ضرر است. در یک تنه 300 متری، یا در یک ردیف کانال متراکم، اینطور نیست، زیرا موج منعکس شده دیر می رسد و سپس به سیگنال مستقیم اضافه یا از آن کم می کند.

خطاهای امپدانس تمایل دارند خود را به چند روش قابل تشخیص اعلام کنند:

• شبح کم رنگ، زنگ زدن، یا لبه دوم در ویدیوی آنالوگ
• باند، درخشش یا انصراف متناوب در کانال‌های CATV دیجیتال و IPTV
• افزایش نرخ خطا در هدند که هیچ تنظیم آمپلی فایری آن را برطرف نمی کند
• یک زنگ هشدار VSWR در فرستنده که تمیز کردن را در یک بار ساختگی آزمایش می کند
• پیوندی که یک بار عبور می کند و با پیوستن دستگاه دیگری به زنجیره از کار می افتد

تطبیق امپدانس با نصب

بیشتر خطاهای امپدانس در نقاط انتقال به جای کابل اتفاق می افتد. ابتدا نیاز برنامه را تنظیم کنید:

1. IF و DTH ماهواره ای: 75 اهم از LNB به گیرنده، با اتصالات F. برق DC برای LNB در یک هادی مرکزی حرکت می کند، بنابراین مقاومت حلقه و امپدانس هر دو در مشخصات قرار دارند.
2. توزیع CATV، MATV و IPTV: 75 اهم در کل RG11 برای پرتاب های هوایی و ترانک های بلند، RG6 برای اجراهای معمولی مشترک، RG59 برای تکه های کوتاه پشت تجهیزات.
3. دوربین مدار بسته: 75 اهم در سراسر جفت ویدئو، از جمله ساختارهای سیامی که برق DC را در کنار کواکسن حمل می‌کنند.
4. لینک های بی سیم و RF: 50 اهم در سراسر. RG58 برای پرش های کوتاه، RG213 یا LMR400 که در غیر این صورت یک فیدر طولانی تر بودجه پیوند را مصرف می کند.

در جایی که یک سیستم واقعاً مجبور است بین دامنه‌هایی مانند رادیو 50 اهم که سیستم آنتن 75 اهم را هدایت می‌کند، از یک پد یا ترانسفورماتور منطبق استفاده کند تا آداپتور و امید. تلرانس امپدانس نیز در این مرحله ارزش پین کردن را دارد، زیرا کابلی که چندین اهم را از اسمی خارج می‌کند، مانند یک ناهماهنگی کوچک در هر مفصل در طول مسیر عمل می‌کند.

دوربین مدار بسته و سیستم های کوچک: جایی که خطاهای 75 اهم پنهان می شوند

کار نظارتی سخت ترین نظم و انضباط امپدانس را آزمایش می کند، زیرا آداپتورهای ارزان قیمت و مارک های دوربین ترکیبی در یک کابینت با هم ملاقات می کنند. یک دوربین مداربسته مرکب از خروجی دوربین، از طریق کواکس، تا ورودی ضبط 75 اهم فاصله دارد و یک BNC شل یا یک آداپتور سرگردان 50 اهم، کابل کوتاه کمتر از کابل بلند را تحت تأثیر قرار می دهد.

سازه های سیامی مانند KX6 با پاور، RG59 با پاور یا RG6 با پاور، یک جفت ویدیویی 75 اهم را در کنار یک جفت توان 18 یا 20 AWG قرار می دهند. این یک جریان برق جداگانه را حذف می کند، اما قانون را تغییر نمی دهد: کواکس را به 75 اهم در هر دو سر خاتمه دهید، با کانکتورهای BNC یا F 75 اهم و بدون قطعات 50 اهم در بین.

قبل از خرید چه چیزی را بررسی کنید

امپدانس ساده‌ترین خطی است که در یک دیتاشیت تأیید می‌شود و اغلب مورد اعتماد است. قبل از ثبت سفارش تولید، شش مورد را از یک تامین کننده بخواهید:

1. امپدانس و تلرانس اسمی. کابل ویدیویی 75 اهم که در مثبت یا منفی 3 اهم نقل شده است طبیعی است. هر چیزی بزرگتر از مثبت یا منفی 5 اهم سزاوار سؤال است.
2. داده‌های ضایعات برگشتی یا ساختاری در سراسر باندی که در واقع استفاده خواهید کرد، نه یک نقطه فرکانسی.
3. سرعت انتشار، معمولاً 0.66 تا 0.87 بسته به اینکه دی الکتریک جامد یا فوم است، که محاسبات زمان و طول را انجام می دهد.
4. رابط رابط. 75 اهم F یا 75 اهم BNC را در صورت لزوم تأیید کنید و سخت افزار مخلوط 50 اهم را برای سیستم های ویدیویی رد کنید.
5. استانداردها و شواهد انطباق، مانند EN 50117 برای کابل‌های CATV یا معادل‌های JIS و MIL، به‌علاوه UL، ETL، CE، CPR، RoHS یا REACH در جایی که پروژه به آن‌ها نیاز دارد.
6. ثبات در امتداد طبل. قطر دی الکتریک که امپدانس را تنظیم می کند باید در تمام طول ثابت بماند، بنابراین یک آزمایش نمونه از هر دو انتهای تحویل یک بررسی منطقی است.

امپدانس مانند یک زنجیره عمل می کند: 50 یا 75 اهم در هر مفصل، یا بازتابی در هر مفصل. با استفاده از 75 اهم برای ویدیو، CATV، ماهواره و دوربین مدار بسته، و 50 اهم برای RF، بی‌سیم و کارهای آزمایشی، از 75 اهم برای برنامه استفاده کنید، سپس مطمئن شوید که کابل‌ها، کانکتورها، آداپتورها و پورت‌های تجهیزات همگی موافق هستند. هنگامی که مشکل سیگنال در هر توضیح دیگری باقی می ماند، قبل از تعویض دوربین دیگر، با بازتاب سنج حوزه زمان اندازه گیری کنید.