Содержание

Характеристика кабелей

Кабели ведут себя в EPLAN аналогично штекерам и контакторам. Их можно обрабатывать как в навигаторе для кабелей, так и в графическом редакторе.

Функциональность кабелей основывается на соединениях. Поскольку не обновляются при черчении, то могут быть сгенерированы и обновлены только после обновления соединений. Отдельные определяются либо посредством точек определения соединений, либо при помощи Вывод кабеля в логической схеме выводов .

Источник и цель кабеля

Каждое отдельное кабельное соединение имеет источник и цель, при этом графически первым ОУ всегда будет источник. Кабель также содержит источник и цель; они определяются по определенным правилам из свойств содержащихся в кабеле кабельных соединений. Т.е. источник кабельного соединения может быть и целью кабеля.

При возникновении противоречий (напр., если два соединения кабеля ведут к разным устройствам) 'выигрывает' соответственно графически первое кабельное соединение.

В представлении в виде списка навигатора кабелей отображаются источник и цель кабельного соединения внутри кабеля. Напротив, в диалоговом окне Обработать кабель (для выделенного кабеля) отображаются источник и цель отдельного соединения; они могут отличаться от источника и цели соединений кабеля.

Резервные кабельные соединения

Резервные кабельные соединения (соединения, которые предусмотрены в кабеле, напр. из соображений безопасности) прокладываются автоматически на клеммы клеммника, на котором проложены и другие кабельные соединения. При отсутствии свободных клемм EPLAN выдает соответствующее сообщение.

Выбор кабеля

Для определенного в схеме соединений кабеля путем выбора изделия можно выбрать : кабель. Изделие: кабель задается в базе данных изделия. При этом информацию о кабеле можно вносить вручную или считывать при помощи различных функций импорта непосредственно от производителей (напр., ECAD®, ).

При выборе кабеля содержащиеся в нем соединения изделия автоматически присваиваются отдельным кабельным соединениям. При этом учитывается тип вывода устройства, т. е., напр., РЕ- / PEN-жила автоматически будет соединена с РЕ- / PEN-клеммой. В качестве альтернативы возможно ручное присвоение.

Используемые в проекте изделия (кабели) сохраняются в проекте; продолжить их обработку в полном объеме можно при передаче проекта. Таким образом можно выбрать кабель еще раз. Определенные свойства (напр., указания цен) можно убрать перед передачей проекта.

Вставка кабелей в качестве устройства

Если в графическом редакторе кабель вставлен как (например, в меню Вставить > Устройство), то отдельные предлагаются для размещения в том порядке, в котором они определены в базе данных изделий. При этом на курсоре отображается символ для линии или ; при работе с кабельными соединениями отображается свойство Цвет / номер кабельного соединения.

Если изделие располагает экранированными кабельными соединениями, то экранирование определяется в базе данных изделий вместе с соответствующим кабельным соединением в общем шаблоне функции. Перед вставкой одного из таких кабельных соединений автоматически генерируется экранирование.

При размещении кабельного соединения генерируется точка определения соединения. Если для соединения имеется непустая точка определения соединения, то отображается запрос, позволяющий выбрать, останется ли точка определения соединения неизменной или будет заменена другой. При замене старая точка определения соединения уничтожается и размещается новая с данными из .

Пример:

Для изделия кабеля определены следующие :

Строка

Определение функции

Цвет / №

...

Тип потенциала

1

Определение кабеля

2

Жила / провод

1

Не определено

3

Жила / провод

SH

SH

В строке 3 определено экранированное кабельное соединение и (посредством типа потенциала 'SH') одновременно экранирование. Имя экранирования копируется из поля Цвет / номер этого кабельного соединения.

При вставке устройств в графическом редакторе последовательно предлагаются следующие объекты:

Объект

Отображение на курсоре

Свойства

1.

Определение кабеля

2.

Кабельное соедин

1

Цвет / номер: 1,
Тип потенциала: Не определено

3.

Экранирование

Имя экранирования: SH

4.

Кабельное соедин

SH

Цвет / номер: SH,
Тип потенциала: SH

Стандартный кабель

В настройках проекта можно задать стандартный кабель. Если такой кабель уже определен, при черчении линии определения кабеля происходит присваивание соединений кабельным соединениям стандартного кабеля или уже существующего кабеля. Существующие свойства соединения не изменяются.

Поиск отсеченных от линии определения кабеля соединений выполняется по ОУ кабеля. При этом следует различать два случая:

  • Если ОУ кабеля не обнаружено, генерируется новое ОУ, а соединениям присваиваются кабельные соединения стандартного кабеля. Это происходит на основе идентифицирующих свойств, учитываемых также при автоматическом присвоении подходящих кабельных соединений. На соединения переносятся только свойства из шаблонов функций. В кабель не копируются ни изделие, ни тип кабеля, ни другие (неприсвоенные) шаблоны функций стандартного кабеля.
  • Если кабелю принадлежит по меньшей мере одно из соединений, пересекаемых линией определения кабеля, то линия определения кабеля получает первое найденное ОУ кабеля, а новым добавляемым соединениям присваиваются свободные кабельные соединения уже имеющегося кабеля (по мере возможности).

Нумерация кабелей

Для нумерации кабелей существуют специальные возможности форматирования. Таким образом, могут быть, например, занесены данные для источника и цели в ОУ кабеля. Как вариант, кабели можно обозначить и при помощи "обычной" нумерации устройств; но возможности форматирования здесь ограничены.

См. также

Кабели

Определение кабелей

Действие экранирования

Графическое представление кабелей и экранирований

Выбрать кабель

Нумеровать кабели

Присвоить кабельные соединения автоматически

Механические характеристики кабелей | Коаксиальные и высокочастотные кабели связи | Архивы

Страница 24 из 38

Раздел 6
МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАБЕЛЕЙ

Общие сведения

В процессе прокладки, подвески кабелей, выкладки в котлованах, смотровых колодцах, а также при вводе кабелей в усилительные (регенерационные) пункты и в процессе эксплуатации кабели подвергаются различного рода механическим нагрузкам. В результате этого может произойти необратимая деформация кабелей, приводящая к ухудшению его электрических характеристик.
Для проверки механической устойчивости кабеля на кабельных заводах производят двукратную перемотку с барабана на барабан, диаметр шейки которых равен двукратному допустимому радиусу изгиба кабеля; при этом контролируют и электрические характеристики кабеля. Механическая устойчивость кабеля характеризуется допустимыми растягивающим усилием, раздавливающим усилием и радиусом изгиба.

Допустимые растягивающие усилия

Пределы растягивающих нагрузок зависят от типов и марок кабелей и определяются материалом, площадью сечения металлических элементов, материалом и площадью сечения оболочек и защитных покровов, а также допустимым изменением параметров кабеля под воздействием растягивающих деформаций.
Численные значения допустимых механических нагрузок на коаксиальные кабели приведены в табл. 6.1, а на симметричной — в табл. 6.2.

Допустимые раздавливающие усилия

Раздавливающие усилия характеризуются допустимой интенсивностью поперечной сжимающей нагрузки, воздействие которой на кабель связи возможно при прокладке и в процессе эксплуатации. Допустимые значения нагрузки на коаксиальные кабели приведены в табл. 6.1, а на симметричные — в табл. 6.2.

Допустимые механические нагрузки на коаксиальные кабели


Марка
кабеля

Допустимое растягивающее усилие, кН

Допустимая интенсивность поперечной сжимающей нагрузки, кН/м

Допустимое гидростатическое давление, кПа

Минимальный радиус изгиба, мм

КМБ-4

6,5

12,4

550

400

КМ.К-4

75,3

18,2

670

410

КМБ-8/6

15,0

10,3

250

600

КМК-8/6

105,4

13,6

300

605

КМАБп-4

8,1

17,2

1500

630

КМАБлШп-4

8,1

17,2

1950

630

КМАКпШп-4

75,3

20,9

2050

630

МКТСБ-4

2,1

14,8

350

250

МКТСК-4

68,3

9,2

370

270

ВКПАП

1,0

13,1

350

ВКПАПт

3,4

13,3

350

ВКПАПК

21,1

16,6

3500

350

Допустимые механические нагрузки на симметричные кабели
Таблица 6.2


Марка кабеля

Допустимое растягивающее усилие, кН

Допустимая интенсивность поперечной сжимающей нагрузки, кН/м

Допустимое гидростатическое давление, кПа

Минимальный радиус изгиба, мм

МКСАШп

2,5

9,0

1950

340

МКСАШп-7Х4

3,5

7,8

1750

420

МКССтШп-4Х4

2.5

29,5

3500

340

МКССтШп-7Х4

3,2!

18,5

3700

420

МКСАБп-4Х4

2,6

15,3

1750

360

МКСАБп-7Х4

3,7

14,0

1600

430

МКСАБпШп-4Х4

2,6

14,2

1750

360

МКСАБпШп-7Х4

3,7

13,1

1600

440

МКСАКпШп-4Х4

53,0

21,9

1700

380

МКСАКпШп-7Х4

63,0

19,1

1550

480

МКСАСпШп-7Х4

4,4

35,4

3000

300

МКСГ-4Х4

1,3

2,2

550

280

МКСГ-7Х4

2,1

3,0

500

360

МКСБ-4Х4

2,0

9,4

590

330

МКСБ-7Х4

3,0

8,9

550

410

МКСК-4Х4

53,0

13,9

570

370

МКСК-7Х4

63,0

12,5

550

460

ЗКАШп-1Х4

1,0

12,0

 

330

ЗКВ-1Х4

0,3

1,8

_

340

ЗКАБп-1Х4

1,2

1,0

_

480

ЗКП-1Х4

0,3

1,9

_

340

ЗКПБ-1Х4

0,4

3,7

_

540

ЗКАБпШп-1Х4

1.2

15,4

_

480

МККШп-1Х4

12,4

5,2

-

520

МККШв-1Х4

12,4

5,2

_

520

ЗКАКпШп-1Х4

12,4

15,2

560

Допустимые радиусы изгиба

Допустимые радиусы изгиба принято вычислять исходя из диаметра кабеля по металлической оболочке по формуле rmиn=ndм, где rтin — наименьший радиус изгиба кабеля, мм; dм — диаметр кабеля по металлической оболочке, мм; п — коэффициент, зависящий от типа и марки кабеля, материала оболочек и защитных покровов. Значения rmin, принятые стандартами и техническими условиями для коаксиальных кабелей связи приведены в табл. 6.1, а для симметричных — в табл. 6.2.

Характеристики греющего кабеля.

Греющий кабель - тепловыделяющий кабель, предназначенный для обогрева конструкций и оборудования. Особую популярность приобрел в промышленности, где имеется необходимость в обогреве или защите от замерзания трубопроводов и технологических объектов. Часто применяется и в быту: обогрев полов, защита труб от замерзания, системы антиобледенения кровли в частных домах.

  

Выбор греющего кабеля зависит от области его применения. Для использования в жилых помещениях применяют двухжильные экранированные изделия как резистивного, так и саморегулирующего типа с полимерной изоляцией и оболочкой из бесшовного полиэтилена. А для подогрева, например, подземной канализации или устройства системы дренажа, экран не обязателен. Здесь главный критерий выбора – надежность и устойчивость к внешним воздействиям. Таким критериям соответствует саморегулирующий греющий кабель, характеристики которого такие:  он не перегревается, частичное его повреждение не приводит к выходу из строя всей системы.

Для укладки в особо тяжелых условиях, например, на открытых площадях, для подпочвенного нагрева или во взрывоопасных зонах применяют кабели с бронью. Такие кабели покрыты снаружи цельной нержавеющей оболочкой, которая защищает от коррозии и грызунов.

Расчет мощности греющего кабеля производят индивидуально для конкретной ситуации.

Для кровли:

  • греющий кабель, мощность которого 35-60 Вт / м, используют для подогрева пластиковых желобов;
  • мощность 50-70 Вт / м нужна для металлических подвесных желобов;
  • металлические водостоки на кровле обогреваются кабелем мощностью 50-100 Вт / м.

Более точно рассчитать мощность кабеля можно, зная данные по теплоизоляции и конструкции крыши.

Для трубопроводов:

  • на трубах малых диаметров достаточно 16-24 Вт при наружном монтаже кабеля, и всего 13 Вт при укладке внутри трубы;
  • на трубах больших диаметров требуется 30-40 Вт при монтаже снаружи и всего 13 Вт для внутреннего монтажа.

Про характеристики греющего кабеля

Работа кабеля основывается на преобразовании электрической энергии в тепловую, и основной его характеристикой является мощность (чем выше мощность, тем больше теплоотдача).

Кабель состоит из:

  • Внутренняя токопроводящая жила (сплав металлов с высоким электрическим сопротивлением).
  • Оплетка токопроводящей жилы из полимера и проволочная оплетка из меди или алюминия.
  • Оболочка из ПВХ от внешнего воздействия.

Производители выпускают линейку ассортимента из несколько видов кабелей с разными техническими характеристиками и конструктивными особенностями, в том числе кабели с одним или двумя жилами, с экраном или без. От этого зависит и цена самого кабеля. Наиболее дешевый - одножильный неэкранированный кабель (имеет минус - подверженность механическому воздействию).

Какой греющий кабель лучше? Про принцип действия

Греющие кабели разделяют на несколько видов и используют в соответствии со стоящими задачами. Резистивные кабели используют для систем теплых полов в домашних условиях и на улице, а также для обогрева труб диаметром не более 4 см. Следуя рекомендациям производителя, его можно уложить на любую поверхность. При правильном монтаже гибкого резистивного кабеля вы получите равномерный обогрев помещения. В остальных случаях: обогрев кровли, трубы большого диаметра, пандусы, промышленный обогрев, рекомендовано использовать саморегулирующийся кабель с применением специальных термостатов и датчиков для измерения внешней температуры и своевременного включения обогрева.

Резистивный кабель:

Наиболее простой и недорогой в производстве кабель, который отличает высокое удельное тепловыделение; из плюсов - сохранение технических характеристик на протяжении всего срока эксплуатации. Поскольку кабель имеет постоянную мощность, в продажу он поступает готовыми секциями фиксированной длинны. Это накладывает свои ограничения: нельзя укорачивать готовую секцию, это приводит к повышению тепловыделения вдвое, перегоранию изоляции и выходу из строя всей системы.

Рекомендуем греющий резистивный кабель:

Механические характеристики волоконно-оптического кабеля | Линии связи

К основным механическим характеристикам оптического кабеля относятся:

  • устойчивость к растяжению;
  • устойчивость к сдавливанию;
  • устойчивость к ударам;
  • устойчивость к изгибам;
  • устойчивость к перекручиванию;
  • влагоустойчивость;
  • диапазон температур эксплуатации;

Допустимое продольное натяжение (Tensile performance в документации к кабелям иностранного производства) измеряется в ньютонах, и характеризует максимально допустимую растягивающую кабель в продольном направлении силу. Иными словами, при приложении к кабелю большей силы, производитель не гарантирует сохранение заявленных технических характеристик волокон.

Однако, приложение к кабелю большей силы не означает, что волокна порвутся. Дело в том, что оптическое волокно имеет определенный запас длины, располагаясь не линейно, а по спирали. При натягивании кабеля волокна распрямляются с сохранением работоспособности, а при обратном сжатии спиральная структура восстанавливается. Лишь дальнейшее натяжение волокна после полного выпрямления приводит к изменению его геометрии и структуры с влиянием на свойства проводимости.

Эта же особенность конструкции кабеля определяет его прочность на разрыв. Кабель не обязательно порвется при приложении превышающей минимальное значение силы, но проводимость вполне вероятно может снизиться. Иногда в документации приводятся 2 показателя: прочность на разрыв при длительном и кратковременном натяжении.

Сила натяжения кабеля измеряется динамометром. Как правило, протяжку кабеля необходимо вести с постоянным контролем силы натяжения.

Максимально допустимая сила сжатия кабеля в поперечном направлении – это сдавливающее усилие (Crush). Чрезмерное пережатие увеличивает затухание сигнала и снижает пропускную способность волокон. Измеряется сдавливающее усилие в несистемной единице давления кН/100 мм. Вероятность повреждения кабеля при сдавливании одинаковой силой тем выше, чем меньше подвергающаяся сдавливанию длина кабеля. Волокна заведомо разрушаются при интенсивном сжатии щипцами или зажимами.

Ударная нагрузка (Impact) характеризует силу выдерживаемого кабелем удара без повреждения его внутренней структуры. При креплении кабеля посредством пистолета или степлера именно на значение ударной нагрузки следует обращать внимание. Измеряется этот показатель в ньютон-метрах (Нм). 1 Нм – сила удара тела массой 1 кг при его падении на кабель с высоты 100 мм при обычных условиях силы тяжести.

Радиус максимально допустимого изгиба (Cable bend) измеряется в миллиметрах и показывает степень допустимого загиба кабеля. Традиционно принято сравнивать радиус изгиба с диаметром кабеля (так, кабель ИК/Д-М допускается изгибать с радиусом в 20 номинальных его диаметров). Загиб кабеля при монтаже с меньшим радиусом приводит к его повреждению.

Кручение кабеля (Torsion) измеряется в угловых градусах, и характеризует степень перекручивания кабеля вокруг оси на протяжении метра своей длины. Эта характеристика весьма значима для бронированных кабелей (ДПЛ, ДПС, ДП2). Чрезмерное скручивание бронированного кабеля нарушает структуру брони и изменяет защитные характеристики.

Температурный цикл (Temperature cycling), или диапазон температур, в котором возможна полноценная эксплуатация кабеля, особо важен в условиях наружной прокладки в регионах с холодным климатом или в условиях с возможностью перегрева (например, на прогретом солнцем чердаке). Другим важным показателем является диапазон температур, при котором допустим монтаж кабеля. Этот диапазон обычно уже температурного цикла эксплуатации.

Влагонепроницаемость (Water penetration) очень важна для прокладывающихся в сырых грунтах и затапливаемых подвалах неспециализированных кабелей. Показатель характеризует время защиты волокон внутри кабеля при погружении кабеля в воду на глубину 1 м, и обычно составляет от нескольких часов до нескольких суток.

При несоблюдении рекомендаций производителя по температурному режиму и силовым нагрузкам, для потребителя резко возрастает риск потери времени и денег, поскольку неудачно проложенный кабель придется демонтировать с заменой на новый, при этом с потерей гарантии производителя. Кабель всегда следует выбирать с некоторым запасом прочности, а при эксплуатации соблюдать рекомендованный температурный режим.

Разные виды кабелей: характеристики, преимущества и недостатки

Разные виды кабелей: характеристики, преимущества и недостатки

Сегодня в быту и в промышленности применяются как традиционные виды кабеля с изоляционным слоем из пропитанной бумаги, так и с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката.

Но гораздо большей популярностью в последние годы пользуется силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена. Именно такой вид кабельной продукции выпускается сейчас многими фирмами. Каждый из перечисленных кабелей отличается высокими диэлектрическими показателями, но в каждой конкретной ситуации должен применяться какой-то конкретный вид, что напрямую зависит от его эксплуатационных характеристик.

Рассмотрим каждый вид кабеля, выявляя его преимущества и те качества, которые можно отнести в разряд недостатков.

БПИ — кабель, имеющий в своем составе бумажный слой со специальной пропиткой, являющийся неплохим диэлектриком, может быть проложен даже во влажном грунте или под водой. Однако, чтобы бумага не промокла в результате радиального проникновения воды под оболочку кабеля, в конструкцию провода внедряют защитную оболочку из металла (как правило, свинца). Кроме того, в строении данного вида кабеля существенную роль играют стальные ленты — покров из них становится надежной защитой от прогибаний и повреждений в процессе прокладки кабеля. Секторная форма жил (в отличие от круглой), которая применяется в БПИ, уменьшает диаметр изделия, а это порой очень важно. Но, несмотря на целый набор положительных качеств, такой тип кабеля не может быть проложен на вертикальных или приподнятых участках, так как масляный состав имеет свойство стекать, вследствие чего кабель быстро устаревает и постепенно разрушается.

Кабель ВВГ, NYM, АВББШВ, АВВГ, ВББШВ относится как раз к такому классу.

Переходим к еще одному популярному у потребителя виду кабеля — ПВХ-пластикатовому. Одним из главных преимуществ этого материала является его негорючесть, что становится причиной частого использования такого кабеля в огнеопасных условиях и помещениях, где возможен риск взрыва. Также плотная оболочка предохраняет провод от механических повреждений. К недостаткам ПВХ-пластика относят его сниженные диэлектрические характеристики.

И вот наш обзор, наконец, коснулся кабеля XLPE, с составе которого содержится изоляционный слой из сшитого полиэтилена. Он, благодаря своей термоактивности, выдерживает колоссальные температурные нагрузки и напряжение в пределах 10 — 35 кВ. В настоящее время этот вид кабельной продукции набирает популярность, хотя скептически настроенные люди считают, что пока рано говорить о данном виде кабеля как об одном из самых лучших. Прокладка кабеля с изоляцией XLPE возможна практически в любых помещениях и условиях.

Подытоживая наш небольшой обзор, стоит отметить, что выбор в пользу того или иного типа силового кабеля должен быть аргументирован целым набором причин. Всё: условия работы, возможность прокладки, тип помещения, воздействие среды, природных явлений и еще много других факторов, - должно быть учтено.


Оптоволоконные кабели, виды и характеристики

Оптоволоконный кабель (он же волоконно-оптический) - это принципиально иной тип кабеля по сравнению с другими типами электрических или медных кабелей. Информация по нему передается не электрическим сигналом, а световым. Главный его элемент - это прозрачное стекловолокно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков километров) с незначительным ослаблением.

Структура оптоволоконного кабеля очень проста и похожа на структуру коаксиального электрического кабеля, только вместо центрального медного провода здесь используется тонкое (диаметром порядка 1-10 мкм) стекловолокно, а вместо внутренней изоляции - стеклянная или пластиковая оболочка, не позволяющая свету выходить за пределы стекловолокна. В данном случае мы имеем дело с режимом так называемого полного внутреннего отражения света от границы двух веществ с разными коэффициентами преломления (у стеклянной оболочки коэффициент преломления значительно ниже, чем у центрального волокна). Металлическая оплетка кабеля обычно отсутствует, так как экранирование от внешних электромагнитных помех здесь не требуется, однако иногда ее все-таки применяют для механической защиты от окружающей среды (такой кабель иногда называют броневым, он может объединять под одной оболочкой несколько оптоволоконных кабелей).

Оптоволоконный кабель обладает исключительными характеристиками по помехозащищенности и секретности передаваемой информации. Никакие внешние электромагнитные помехи в принципе не способны исказить световой сигнал, а сам этот сигнал принципиально не порождает внешних электромагнитных излучений. Подключиться к этому типу кабеля для несанкционированного прослушивания сети практически невозможно, так как это требует нарушения целостности кабеля. Теоретически воз¬можная полоса пропускания такого кабеля достигает величины 1012 Гц, что несравнимо выше, чем у любых электрических кабелей. Стоимость оптоволоконного кабеля постоянно снижается и сейчас примерно равна стоимости тонкого коаксиального кабеля. Однако в данном случае необходимо применение специальных оптических приемников и передатчиков, преобразующих световые сигналы в электрические и обратно, что порой существенно увеличивает стоимость сети в целом.

Типичная величина затухания сигнала в оптоволоконных кабелях на частотах, используемых в локальных сетях, составляет около 5 дБ/км, что примерно соответствует показателям электрических кабелей на низких частотах. Но в случае оптоволоконного кабеля при росте частоты передаваемого сигнала затухание увеличивается очень незначительно, и на больших частотах (особенно свыше 200 МГц) его преимущества перед электрическим кабелем неоспоримы, он просто не имеет конкурентов.

Однако оптоволоконный кабель имеет и некоторые недостатки. Самый главный из них - высокая сложность монтажа (при установке разъемов необходима микронная точность, от точности скола стекловолокна и степени его полировки сильно зависит затухание в разъеме). Для установки разъемов применяют сварку или склеивание с помощью специального геля, имеющего такой же коэффициент преломления света, что и стекловолокно. В любом случае для этого нужна высокая квалификация персонала и специальные инструменты. Поэтому чаще всего оптоволоконный кабель продается в виде заранее нарезанных кусков разной длины, на обоих концах которых уже установлены разъемы нужного типа.

Хотя оптоволоконные кабели и допускают разветвление сигналов (для этого выпускаются специальные разветвители на 2-8 каналов), как правило, их используют для передачи. Ведь любое разветвление неизбежно сильно ослабляет световой сигнал, и если разветвлений будет много, то свет может просто не дойти до конца сети.

Оптоволоконный кабель менее прочен, чем электрический, и менее гибкий (типичная величина допустимого радиуса изгиба составляет около 10-20 см). Чувствителен он и к ионизирующим излучениям, из-за которых снижается прозрачность стекловолокна, то есть увеличивается затухание сигнала. Чувствителен он также к резким перепадам температуры, в результате которых стекловолокно может треснуть. В настоящее времы выпускаются оптические кабели из радиационно стойкого стекла (стоят они, естественно, дороже).

Оптоволоконные кабели чувствительны также к механическим воздействиям (удары, ультразвук) - так называемый микрофонный эффект. Для его уменьшения используют мягкие звукопоглощающие оболочки.

Применяют оптоволоконный кабель только в сетях с топологией «звезда» и «кольцо». Никаких проблем согласования и заземления в данном случае не существует. Кабель обеспечивает идеальную гальваническую развязку компьютеров сети. В будущем этот тип кабеля, вероятно, вытеснит электрические кабели всех типов или, во всяком случае, сильно потеснит их. Запасы меди на планете истощаются, а сырья для производства стекла более чем достаточно.

Существуют два различных типа оптоволоконных кабелей:

  1. Многомодовый, или мультимодовый, кабель, более дешевый, но менее качественный;
  2. Одномодовый кабель, более дорогой, но имеющий лучшие ха¬рактеристики. 

Основные различия между этими типами связаны с разным режимам прохождения световых лучей в кабеле.

В одномодовом кабеле практически все лучи проходят один и тот же путь, в результате чего все они достигают приемника одновременно, и форма сигнала практически не искажается. Одномодовый кабель имеет диаметр центрального волокна около 1,3 мкм и передает свет только с такой же длиной волны (1,3 мкм). Дисперсия и потери сигнала при этом очень не¬значительны, что позволяет передавать сигналы на значительно большее расстояние, чем в случае применения многомодового кабеля. Для одномодового кабеля применяются лазерные приемопередатчики, использующие свет исключительно с требуемой длиной волны. Такие приемопередатчики пока еще сравнительно дороги и не слишком долговечны. Однако в перспективе одномодовый кабель должен стать основным благодаря своим прекрасным характеристикам.

В многомодовом кабеле траектории световых лучей имеют заметный разброс, в результате чего форма сигнала на приемном конце кабеля искажается. Центральное волокно имеет диаметр 62,5 мкм, а диаметр внешней оболочки - 125 мкм (это иногда обозначается как 62,5/125). Для передачи используется обычный (не лазерный) светодиод, что снижает стоимость и увеличивает срок службы приемопередатчиков по сравнению с одномодовым кабелем. Длина волны света в многомодовом кабеле равна 0,85 мкм. Допустимая длина кабеля достигает 2-5 км. В настоящее время многомодовый кабель - основной тип оптоволоконного кабеля, так как он дешевле и доступнее. Задержка распространения сигнала в оптоволоконном кабеле не сильно отличается от задержки в электрических кабелях. Типичная величина задержки для наиболее распространенных кабелей составляет около 4-5 нс/м.

Прогревочный кабель для бетона – характеристики и применение

У провода для прогрева бетона широкая сфера применения. Его используют в строительной, нефтяной и газовой промышленности. Благодаря нему ускоряется строительство, повышается качество работы с бетонными смесями.

Это изделие используют для прогрева бетона и бетонных смесей при низких температурах.

При минусовой температуре бетон замерзает, и работать с ним достаточно сложно. Чтобы вернуть материал в рабочее состояние, к промерзшим участкам подключается провод ПНСВ.

Вторая причина использовать это приспособление – повысить качество бетонной конструкции. При низких температурах бетон частично замерзает, а не затвердевает. При смене температуры замерзшие частицы в бетоне начинают оттаивать, что приводит к его разрушению и, как следствие, появлению на конструкции трещин и других повреждений.

Чтобы избежать таких последствий, нужен провод для прогрева. Его используют во время строительства жилых домов, торговых центров, офисов, при капитальном ремонте квартир, включающем в себя работы с бетонной смесью в холодное время года.

Также этот кабель используется в качестве источника тепла во время укладки теплого пола в жилых объектах.


Чтобы лучше разобраться в назначении ПНСВ, эксперты рекомендуют начать с расшифровки его аббревиатуры:

П – провод. Он состоит из оболочки и внутреннего наполнения, которое не передает электроэнергию, а прогревается и отдает тепло.

Н – нагрев. Эта буква указывает на ключевое назначение провода.

С – сталь. Материал, из которого изготовлено внутреннее наполнение провода. Для изготовления используется сталь двух видов: оцинкованная и не оцинкованная. Первый вариант устойчив к воздействию коррозии, но его цена выше. Срок эксплуатации у обоих типов провода идентичный.

В – винил. Материал, из которого изготавливается изоляция, т.е. оболочка изделия, защищающая его внутреннюю часть. Точное название – поливинилхлорид. Он устойчив к влаге, резким температурным колебаниям, механическим повреждениям.

Сам провод – гибкий и прочный. Его диаметр составляет от 1 до 1,4 кв.м. Но на рынке есть и более массивные варианты. Например, провод диаметром 6 мм.

Еще один важный аспект – конструкция изделия. Она состоит из двух частей. Как правило, жила включает в себя один провод, его назначение – передавать ток по всей длине провода. Также обязательна оболочка или изоляция: она защищает жилу от повреждений. Именно оболочка делает процесс работы во время прогрева бетона кабелем ПНСВ безопасным. Толщина изоляции зависит от диаметра жилы: чем она толще, тем толще должна быть изоляция провода.

Выпускаются ПНСВ в двух цветах – черном и коричневом. Но если для заказчика цвет изделия имеет принципиальное значение, то производитель может изготовить провод в более ярких оттенках.

Покупая такой провод, нужно знать еще несколько важных характеристик:

  • рабочая температура: от -60 до +50С. Это температурные рамки, которые нужно соблюдать при работе с изделием, чтобы сохранить его гибким;
  • рекомендуемая температура для монтажа и прогрева бетона при помощи провода – 15 градусов выше нуля;
  • удельная мощность тепловыделения: от 1 до 3%, но если речь идет о прогреве бетона или бетонной смеси, то показатель должен быть выше, чтобы ускорить работу;
  • удельное сопротивление провода: этот параметр зависит от сечения изделия. Эта информация указывается в характеристиках товара;
  • водостойкость: ПНСВ устойчив к воздействию влаги, а также к влиянию кислотных и соляных соединений, которые добавляют в бетонные и строительные смеси. Именно эти компоненты ускоряют процесс затвердевания материала, делают его прочным и устойчивым к воздействию внешних факторов. Влага, кислотные и соляные соединения не разъедают оболочку провода.

Подключая провод, нужно соблюдать ряд важных правил. Первое – точные расчеты во время монтажа ПНСВ.

Для точного расчета нужно узнать такие показатели, как:

  • площадь рабочей области;
  • толщина и объем бетона или конструкции из бетонной смеси;
  • скорость и сила ветра в локации, где проводятся строительные или ремонтные работы;
  • температура воздуха;
  • предполагаемое время нагрева материала;
  • схема прокладки и подключения провода.

Подключение провода проходит в несколько этапов. Первый шаг – расчет длины провода, необходимого для монтажа. Этот показатель зависит от температуры воздуха, толщины конструкции из бетона или бетонной смеси, схемы подключения. Провод подключается по секциям длиной 17-28 метров поочередно.

Самые распространенные схемы подключения – «треугольник» (провод укладывается в форме этой геометрической фигуры) и «звезда» (более сложная схема с разветвлениями).

Выбор схемы зависит от внешних факторов и типа локации, на которой прокладывается кабель.

Второе правило – соблюдение рекомендуемой токовой нагрузки. Оптимальный показатель – 15А. И желательно, чтобы он поддерживался на каждом участке схемы. Тогда прогрев бетона будет равномерным.

Третье правило – выбор уровня напряжения. Оно варьируется от 70 до 100В.

Рекомендуемые товары

Четвертое правило – равномерная укладка кабеля по всей рабочей площади. Расстояние до другого кабеля должно быть не менее 5 см, и недопустимо, чтобы кабели контактировали.

Чтобы увеличить температуру прогрева и ускорить этот процесс, провода рекомендуется укрыть фольгой. Максимальная толщина фольги – 2,5 мм.

Пятое правило актуально, когда провод подключается к трансформатору. Соединять их нужно при помощи стандартного провода – например, ПВ1. Провода объединяются непосредственно в бетоне с соблюдением всех правил ПУЭ (правила устройства электроустановок).

Для подключения проводов используется трансформатор для прогрева бетона, который выполняет несколько важных функций:

  • оптимизирует расход энергии;
  • адаптирует схему проводок к резкой смене напряжения в сети;
  • стабилизирует рабочую температуру при работе с бетонной смесью.

Подключив провода к трансформатору, можно быстрее установить и отрегулировать комфортную температуру для работы со строительным материалом.

Единственный недостаток трансформатора – высокая стоимость. Как правило, при проведении таких работ его берут в аренду.

Еще один показатель, требующий точности, – длина провода. Она рассчитывается с учетом технических параметров провода, его типа, напряжения трансформатора, температуры окружающей среды и объема конструкции из бетона, которую необходимо прогреть.

Чтобы не допустить ошибок в расчетах, можно использовать специальный калькулятор. Он делает вычисления на основе всех показателей.

Для прогрева бетонной конструкции объемом 1 кубометр потребуется 1200 Вт и провод с диаметром сечения 1,2 мм и длиной от 30 метров. Это примерные расчеты. На калькуляторе учитываются все показатели, и вы получаете более точный результат.

С ним можно работать при температуре не ниже, чем 10С. Его рабочая температура составляет от -40С до +60С.

Через час после укладки испытательное напряжение составляет 1500 Вольт. Срок эксплуатации этого изделия – 10 лет.

Аббревиатура расшифровывается так:

- П – провод;

- Т – трансляционный;

- П – изоляция, изготовленная из полиэтилена;

- Ж – жила, сделанная из железа;

- 2 – количество жил;

- 1,2 – диаметр жил.

Изделие состоит из двух частей – жилы, изготовленной из оцинкованной стали (диаметр – 1,2 мм), и оболочки (изоляции) из полиэтилена. Толщина изоляции – 0,6 мм.

Это провод, оснащенный одной жилой из стали, и оболочкой из поливинилхлорида. Толщина оболочки – 0,8 мм.

Эти изделия имеют широкую сферу применения. Их используют в нефтяной и газовой промышленности, во время строительства и ремонта объектов, чтобы прогреть изделия из бетона или железобетона. Также провода могут использоваться в качестве источника тепла для нагревательных приборов, устанавливаемых на полу. Напряжение таких приборов должно быть до 380 В переменного тока.

ПНСВ 1х1,2 эксплуатируется при температуре от -60 до +50С. Допустимая температура работы с проводом составляет -15С.

На изделие предоставляется гарантия от производителя на 2 года. Срок эксплуатации – от 16 лет. Главное правило, которого нужно придерживаться при монтаже проводов, – расстояние между ними должно составлять примерно 15 мм.

Провод, используемый для прогрева бетона, – необходимое приобретение для компаний, которые выполняют строительство дома или капитальный ремонт в помещении в зимнее время. Благодаря проводу повышается качество работы и сокращается время на проведение манипуляций с конструкциями из бетона или бетонной смеси.

Также провод для прогрева бетона помогает избежать появления на бетонной конструкции трещин и повреждений, влияющих на качество строения и срок эксплуатации.

При работе с проводом ПНСВ важно сделать правильный расчет и подготовить корректную схему его укладки. От этого зависит общая мощность всей цепи и регулировка уровня температуры, необходимого для работы со строительным материалом.

Заказать кабель для прогрева бетона можно в нашей компании по выгодной цене.


Характеристическое сопротивление

»Примечания по электронике

Характеристическое сопротивление любого коаксиального кабеля является ключом к выбору требуемого типа. Часто это первое соображение.


Coax Tutorial Включает:
Coax feeder Обзор характеристик коаксиального кабеля Коаксиальный импеданс Потери / затухание в коаксиальном кабеле Номинальная мощность коаксиального кабеля Коэффициент скорости коаксиального кабеля Коаксиальный кабель экологический Советы по установке коаксиального кабеля Типы коаксиальных кабелей Советы по выбору правильного коаксиального кабеля Покупка ТВ-коаксиального кабеля: на заметку


Характеристический импеданс длины коаксиального кабеля - наиболее важный параметр при выборе любой длины коаксиального кабеля.

Для обеспечения правильной работы системы с использованием источника сигнала, например передатчик, длина фидера и нагрузка, например антенны, импеданс фидера должен соответствовать источнику и нагрузке. Таким образом достигается максимальная передача мощности между источником и фидером, а затем между фидером и нагрузкой.

Коаксиальный импеданс

Все фидеры обладают характеристическим сопротивлением. Для коаксиального кабеля было принято два основных стандарта.Это 75 Ом и 50 Ом

Коаксиальный кабель 50 Ом используется для профессиональных и коммерческих приложений, тогда как коаксиальный кабель 75 Ом используется почти исключительно для домашнего телевидения и приложений VHF FM.

Причина выбора этих двух стандартов импеданса в основном историческая, но проистекает из свойств, обеспечиваемых двумя уровнями импеданса:

  • Коаксиальный кабель 75 Ом дает минимальный вес при заданных потерях
  • Коаксиальный кабель
  • 50 Ом дает минимальные потери для данного веса.

Хотя эти два стандарта используются для подавляющего большинства производимых коаксиальных кабелей, все же возможно получение других импедансов для специализированных приложений. Для компьютерных установок часто используются более высокие значения, но доступны и другие значения, включая 25, 95 и 125 Ом. Миниатюрный ВЧ-кабель на 25 Ом широко используется в широкополосных трансформаторах с магнитным сердечником. Эти и другие значения доступны у специализированных поставщиков коаксиальных кабелей.

Емкость коаксиального кабеля

Длина коаксиального кабеля показывает емкость между внутренним проводником и внешним экраном.Емкость зависит от расстояния между проводниками, диэлектрической проницаемости и, как следствие, импеданса линии.

Размеры, используемые для расчета емкости, индуктивности и импеданса коаксиального кабеля.

Чем ниже импеданс, тем выше емкость коаксиального кабеля для данной длины, поскольку расстояние между проводниками уменьшается. Емкость коаксиального кабеля также увеличивается с увеличением диэлектрической проницаемости, как и в случае обычного конденсатора.

Где:
C = Емкость в пФ / метр
εr = Относительная проницаемость диэлектрика
D = Внутренний диаметр внешнего проводника
d = Диаметр внутреннего проводника

Индуктивность коаксиального кабеля

Также можно рассчитать индуктивность линии.Опять же, это пропорционально длине линии.

Однако индуктивность не зависит от диэлектрической проницаемости материала между проводниками и пропорциональна логарифму отношения диаметров двух проводников.

Где:
L = Индуктивность в мкГн / метр
D = Внутренний диаметр внешнего проводника
d = Диаметр внутреннего проводника

Расчет импеданса коаксиального кабеля

Импеданс коаксиального кабеля RF в основном определяется диаметрами внутреннего и внешнего проводников.Вдобавок к этому диэлектрическая проницаемость материала между проводниками коаксиального кабеля RF имеет подшипник. Соотношение, необходимое для расчета импеданса, дается простой формулой:

Где:
Zo = характеристическое сопротивление в Ом
εr = относительная проницаемость диэлектрика
D = внутренний диаметр внешнего проводника
d = диаметр внутреннего проводника

Примечание. Единицы измерения внутреннего и внешнего диаметров могут быть любыми, если они одинаковы, поскольку в уравнении используется соотношение.


Калькулятор импеданса коаксиального кабеля


Значение импеданса коаксиального кабеля

Коаксиальный импеданс - одна из основных характеристик, связанных с любым коаксиальным кабелем. Поскольку он будет определять согласование в системе и, следовательно, уровень стоячих волн и передачи мощности, это важный элемент. Поэтому необходимо убедиться, что для любой системы выбран правильный импеданс коаксиального кабеля.

Еще темы об антеннах и распространении:
ЭМ-волны Распространение радио Ионосферное распространение Земная волна Рассеивание метеоров Тропосферное распространение Кубический четырехугольник Диполь Дискон Ферритовый стержень Логопериодическая антенна Параболическая рефлекторная антенна Вертикальные антенны Яги Заземление антенны Коаксиальный кабель Волновод КСВ Балуны для антенн MIMO
Вернуться в меню «Антенны и распространение».. .

Основные сведения: что такое характеристическое сопротивление?

Дэвид Херрес

Мы говорим о коаксиальном кабеле с сопротивлением 50 или 75 Ом. Новичок задается вопросом, применимы ли эти числа к данной длине, скажем, 100 футов. Можете ли вы подключить омметр к одному концу кабеля и рассчитывать на получение этого показания с шунтированными проводниками на дальнем конце или без них? Ответ абсолютно отрицательный.

Характеристическое сопротивление коаксиального кабеля или линии передачи любого типа постоянно, независимо от его длины.Этот показатель выражается в омах, но не может быть измерен омметром. Для измерения используется рефлектометр во временной области, некоторые модели стоят тысячи долларов. Для определения этого значения также можно использовать осциллограф. Но обычно нет необходимости проводить это измерение на коротких отрезках коаксиального кабеля; коаксиальный кабель изготавливается в соответствии со строгими требованиями и имеет соответствующую маркировку.

Дальнейшее обсуждение предполагает, что читатель понимает, что импеданс состоит из сопротивления и емкостного или индуктивного реактивного сопротивления, рассчитываемых векторно.Это также предполагает, что читатель понимает, что существует максимальная передача мощности, когда источник и нагрузка совпадают, то есть их импедансы одинаковы.

L-C-модель бесконечной линии передачи.

Чтобы понять характеристическое сопротивление, мы должны визуализировать линию передачи бесконечной длины. Как видно на прилагаемой диаграмме, линия передачи может быть смоделирована как состоящая из бесконечного числа емкостей. Это вполне реально, потому что в коаксиальном кабеле два проводника представляют собой пластины конденсатора, а диэлектрический слой - изолирующий материал, разделяющий их.Точно так же проводники имеют определенную удельную индуктивность на единицу длины. В этом мысленном эксперименте мы не будем принимать во внимание сопротивление проводов постоянному току, полагая, что они охлаждаются почти до абсолютного нуля и становятся сверхпроводниками.

Когда на входе этой бесконечно длинной линии передачи подается напряжение, конденсаторы заряжаются, и этот процесс идет по линии, близкой к скорости света. Каждый подключенный параллельно конденсатор заряжается, немного снижая подаваемое напряжение в процессе зарядки.В бесконечно длинном кабеле есть бесконечное количество конденсаторов для зарядки линии. Одновременно последовательно соединенные катушки индуктивности, представляющие кабель, уменьшают ток, создавая вокруг себя магнитные поля. По мере того, как каждое магнитное поле становится полностью установленным, индуктивность больше не препятствует прохождению тока, но всегда есть больше индукторов ниже по потоку на бесконечно длинном кабеле.

Вспомните закон Ома, R = E / I, где R = сопротивление, Ом; E = электродвижущая сила, В; I = ток, А.В этой бесконечно длинной идеализированной линии передачи отношение E к I остается постоянным для любого конкретного однородного кабеля. R также остается постоянным, и это характеристический импеданс.

Новичкам иногда трудно понять, какое отношение эта бесконечная линия передачи имеет к чему-либо в реальном мире. Нам пришлось оговорить, что линия бесконечно длинная, чтобы не было отражений от несуществующего конца. Такие отражения отразятся от источника и изменят импеданс кабеля, так что он не будет однородным.Предположим, что на дальнем конце кабеля имеется нагрузка, полное сопротивление которой соответствует характеристическому сопротивлению линии передачи. Тогда, независимо от длины линии передачи, отражений не будет. Без отражений источник не знает, что линия не бесконечна.

Характеристический импеданс становится важным на высоких частотах. Это необходимо учитывать при проектировании двухточечной проводки, дорожек на печатных платах и ​​даже внутри полупроводниковых устройств, включая микрочипы.

Теперь рассмотрим пробник, подключенный к определенному каналу осциллографа. Зонд представляет собой линию передачи, а входной канал осциллографа - это нагрузка. Вот почему зонд должен быть скомпенсирован по каналу. Несоответствие импеданса проявляется как искажение в очень быстром нарастании и спаде прямоугольной волны даже на умеренных частотах.

Импеданс кабеля

Этот документ пытается прояснить некоторые детали линий передачи. и индуктивность кабеля. Этот документ представляет собой лишь краткое введение в эти темы.Если вы планируете много работать с линиями передачи, коаксиальными или в противном случае стоит потратить время, чтобы получить книгу об этом предмет. Идеальная книга зависит от вашего образования в области физики или электротехники. инженерное дело и математика.

Какое сопротивление кабеля и когда оно необходимо?

Основная идея заключается в том, что проводник на радиочастотах больше не ведет себя как проводник. штатный старый провод. Так как длина жилы (провода) приближается примерно к 1/10 длина волны передаваемого сигнала - старая добрая схема правила анализа больше не применяются.Это тот момент, когда такие вещи, как На сцену выходят импеданс кабеля и теория линии передачи.

Ключевой принцип всей теории линий передачи состоит в том, что полное сопротивление источника должен быть равен импедансу нагрузки для достижения максимальной передачи мощности и минимальное отражение сигнала в пункте назначения. В реальном мире обычно это означает, что полное сопротивление источника такое же, как и полное сопротивление кабеля. и значение приемника на другом конце кабеля также имеет такое же сопротивление.

Как определяется импеданс кабеля?

Характеристический импеданс коэффициента передачи кабеля от напряженности электрического поля до напряженности магнитного поля для волн распространяющиеся в кабеле (В / м / А / м = Ом).

Закон Ома гласит, что если напряжение (E) приложено к паре клемм и в этой цепи измеряется ток (I), то для определения величины импеданса (Z) можно использовать следующее уравнение. Следующая формула будет держать истину:

 Z = E / I
 
Это соотношение сохраняется, будь то постоянный ток (DC) или переменный ток (AC).

Характеристическое сопротивление и обычно обозначается Zo или «Zed naught». Когда по кабелю передается ВЧ-мощность без стоячих волн, Zo также равно отношение напряжения на линии к току, протекающему в линейные проводники. Так определяется характеристическое сопротивление по формуле:

 Zo = E / I
 
Напряжения и токи зависят от индуктивного сопротивления и емкостное сопротивление в кабеле. Итак, характеристический импеданс формулу можно записать в следующем формате:
 Zo = sqrt ((R + 2 * pi * f * L) / (G + j * 2 * pi * f * c))
 
Где:
  • R = последовательное сопротивление проводника в омах на единицу длины (сопротивление постоянному току)
  • G = Шунтирующая проводимость в mhos на единицу длины
  • j = символ, указывающий, что член имеет фазовый угол +90 градусов (мнимое число)
  • пи = 3.1416
  • L = индуктивность кабеля на единицу длины
  • C = Емкость кабеля на единицу длины
  • sqrt = функция квадратного корня
Для материалов, обычно используемых для изоляции кабелей, G мало. достаточно, чтобы им можно было пренебречь по сравнению с 2 (3,1416) f C. На низких частотах 2 (3,1416) f L настолько мало по сравнению с R, что им можно пренебречь. Поэтому на низких частотах следующие можно использовать уравнение:
 Zo = sqrt (R / (j * 2 * pi * f * C))
 
Если емкость не изменяется с частотой, Zo изменяется обратно пропорционально квадратному корню из частоты и имеет фазовый угол, который составляет -45 ° около постоянного тока и уменьшается до 0 ° с увеличением частоты.Емкость поливинилхлорида и каучука несколько снижается с увеличением частоты, в то время как полиэтилен, полипропилен и тефлон * существенно не меняются.

Когда f становится достаточно большим, два члена, содержащие f, становятся настолько большими, что R и G можно не учитывать, и результирующее уравнение выглядит следующим образом:

 Zo = sqrt ((j * 2 * pi * f * L) / (j * 2 * pi * f * C))
 
Что можно упростить до формы:
 Zo = sqrt (аккредитив)
 

Характеристики кабеля на высоких частотах

На высоких частотах кабель нельзя рассматривать как обычный кабель.На на более высоких частотах он работает как волновод. Характеристическое сопротивление удельное сопротивление для электромагнитных волн. Итак: это нагрузка, которую создает кабель на высоких частотах. Он высокий частота идет (в зависимости от кабеля, конечно) обычно от 100 кГц и вверх.

Если вы подаете синусоидальный электрический сигнал переменного тока разумной частоты в один конец кабеля, то сигнал распространяется как электрическая волна вниз по кабелю. Если длина кабеля очень велика, длины волны на частоте этого переменного сигнала, и вы измеряете отношение переменного напряжения к переменному току в этой бегущей волне, тогда это отношение равно называется характеристическим сопротивлением кабеля.

В практических кабелях характеристический импеданс определяется геометрия кабеля и диэлектрик. Длина кабеля на это не влияет. характеристическое сопротивление.

Как выглядит модель коаксиального кабеля?

Коаксиальный кабель схематически представлен серией конденсаторы и индуктивности, своего рода странное устройство фильтров, конкретные значения, уникальные для конкретного типа коаксиального кабеля. При заданном частота, если она выбрана правильно, это устройство пропускает большую часть сигнала; в то время как на более высоких частотах это расположение ослабляет сигнал.

Как характеристики коаксиального кабеля определяют импеданс?

Длина не имеет ничего общего с импедансом коаксиального кабеля. Характеристический импеданс определяется размером и расстоянием между проводники и тип диэлектрика, используемого между ними. Для обычного коаксиального кабеля, используемого с разумной частотой, характеристический импеданс зависит от размеров внутреннего и внешние проводники, а также характеристики диэлектрического материала между внутренним и внешним проводниками.(1/2)) * лог (Д / д)

Где:

  • log = логарифм 10
  • d = диаметр центрального проводника
  • D = внутренний диаметр экрана кабеля
  • e = диэлектрическая проницаемость (= 1 для воздуха)

В ореховой скорлупе характеристический импеданс коаксиального кабеля равен квадратный корень из (индуктивность на единицу длины разделить на длина емкости). Для коаксиальных кабелей характеристический импеданс обычно составляет от 20 до 150 Ом.Длина кабель не имеет никакого значения в отношении характеристического сопротивления.

Если частота слишком высока для коаксиального кабеля, то волна может распространяться в нежелательных режимах (т. е. иметь нежелательные модели электрических и магнитных полей), а затем кабель не работает должным образом по разным причинам.

Какое сопротивление у симметричных пар?

Характеристический импеданс определяется размером и расстоянием между проводники и тип диэлектрика, используемого между ними.У сбалансированной пары или двойных линий есть Zo, которое зависит от соотношения расстояние между проволоками в зависимости от диаметра проволоки и вышеизложенные замечания остаются в силе. Для практичных линий Zo на высоких частотах очень близко, но не совсем так, чистое сопротивление.

Можно использовать следующую формулу для расчета характеристического сопротивления симметричной пары вблизи земли: (формула взята из опубликованной книги «Справочные данные для радиоинженеров»). (1/2))

Где:

  • log = логарифм 10
  • d = диаметр проволоки
  • D = расстояние между проводами в паре
  • e = диэлектрическая проницаемость (= 1 для воздуха)
  • h = расстояние между симметричной парой и землей
Не то чтобы эта формула действительна только для неэкранированной сбалансированной пары. когда D и h на порядок больше d.(1/2)) * журнал ((2D / d)

Для сдвоенной линии Zo обычно составляет от 75 до 1000 Ом в зависимости от предполагаемое приложение. Импеданс типичной старой телефонной пары в телефонных столбах в воздухе имеет характеристическое сопротивление около 600 Ом. Используемые телефонные и телекоммуникационные кабели обычно имеют характеристическое сопротивление 100 или 120 Ом.

Какую электрическую модель я могу использовать для длинного коаксиального кабеля?

Если вы знаете сопротивление и емкость определенной длины кабель можно использовать следующую электрическую модель:

 л л л / / л
                 --- + uuuu + - + - + uuuu + - + - + uuuu + - /... / + uuuu + ---
                           | | | / / |
                         - + - - + - - + - - + -
                      С - + - С - + - С - + - С - + -
                           | | | / / |
                 ---------- + -------- + ------ + - / ... / ------ + ---
                                            / /
 
Для этой модели полезно знать полезный импеданс. уравнение, описывающее соотношение импеданса, емкости и обучение:
 Z = sqrt (аккредитив)
 

Уравнения и модель основаны на том факте, что для «длинных» кабелей вы можете рассчитать полное сопротивление кабеля с помощью следующей модели:

 л л л / / л
--- + uuuu + - + - + uuuu + - + - + uuuu + - /... / + уууу + ->
                           | | | / / |
- + - - + - - + - - + -
                      С - + - С - + - С - + - С - + -
                           | | | |
                           
                                   
      Z = jwL + [(1 / jwC) || {(jwL + [(1 / jwC) || ...
                               
= Z
 
Поскольку цепочка бесконечна, члены справа просто равны Z. Получается хорошая квадратичная величина.

"long" на самом деле не является ограничительным, чтобы соответствовать длине волны или лучше ориентировочно.

Могу ли я измерить сопротивление кабеля мультиметром?

Характеристическое сопротивление кабеля - это характеристики кабеля, которые действительно только для высокочастотных сигналов. Мультиметры используют постоянный ток для измерения сопротивления, поэтому вы не можете измерить импеданс кабеля используя мультиметр или другое простое измерительное оборудование. Обычно лучше проверять тип кабеля (обычно он указан на кабеле). и его характеристики импеданса из какого-то каталога вместо пытаюсь измерить это.

Как я могу измерить сопротивление кабеля?

Существуют отношения, которые делают определение Зо довольно простым с надлежащим оборудованием. Можно показать, что если на данной частоте полное сопротивление отрезка кабеля измеряется с открытым дальним концом (Zoc), а измерение повторяется с закороченным дальним концом (Zsc), можно использовать следующее уравнение для определения Zo:

 Zo = sqrt (Zoc * Zsc)
 
Где:
  • Zoc = полное сопротивление отрезка кабеля измерено при открытом дальнем конце
  • Zsc = полное сопротивление отрезка кабеля измерено при закороченном дальнем конце
ПРИМЕЧАНИЕ. Измерения Zoc и Zsc имеют величину и фазу, поэтому Zo также будет иметь величину и фазу.

Высокочастотные измерения Zo производятся путем определения скорости распространения и емкости кабеля или рефлектометрии.

Когда сопротивление кабеля влияет на сигнал?

Чтобы характеристическое сопротивление кабеля составляло любое разница в способе прохождения сигнала через него, кабель должен быть по крайней мере, большая часть длины волны для конкретного частота, которую он несет.

Скорость движения большинства проводов при переменном токе составляет от 60 до 70 процентов. скорость света, или около 195 миллионов метров в секунду.Звуковая частота 20000 Гц имеет длина волны 9750 метров, поэтому кабеля должно быть четыре или пять * километров * задолго до того, как это стало влиять на звук частота. Вот почему характеристический импеданс аудиосвязи Кабели - это не то, о чем большинству из нас есть о чем беспокоиться.

Нормальный видеосигнал редко превышает 10 МГц. Это о 20 метров на длину волны. Эти частоты приближаются к тому, чтобы быть достаточно высокий, чтобы характеристический импеданс мог быть фактором.Компьютерные видеосигналы высокого разрешения и быстрые цифровые сигналы легко превышает 100 МГц, поэтому необходимо правильное согласование импеданса даже в коротких кабельных трассах.

Как работает согласование импеданса

Во-первых, вы хотите проложить кабель с электрический источник с выходным сопротивлением, равным характеристическое сопротивление кабеля, так что вся выходная мощность источника идет в кабель, а не отражается от входного конца кабеля обратно в источник. Во-вторых, вам нужна электрическая нагрузка на выходе. кабеля, чтобы иметь входное сопротивление, равное характеристике сопротивление кабеля, так что вся мощность идет на нагрузку вместо того, чтобы отражаться от нагрузки обратно в кабель.

Есть много исключений из этого обычного способа вождения, но те используются для спецэффектов. Вы можете выбрать соответствие импеданса для максимальная передача мощности при низкой полосе пропускания или несоответствие импеданса для более плоская частотная характеристика. Это вызов инженера, в зависимости от того, что он хочет.

Зачем нужно согласование импеданса?

Если у вас есть несоответствия между выходным сопротивлением источника, характеристическое сопротивление кабеля и входное сопротивление нагрузки, затем отражения могут существенно зависеть от длины кабеля.И если вы деформируете кабель, например, из-за раздавливания или перекручивания, или если вы устанавливаете разъемы неправильно, тогда у вас могут быть отражения, в результате чего мощность потеря. И иногда отраженная мощность может повредить источник питания, если отправляется на кабель (например, радиопередатчик). Поэтому вам нужно быть осторожным с несовпадением импеданса.

Аномалия, которая встречается не во всех учебниках, - это когда антенна толкает питание обратно (не правильное завершение), он смотрит внутрь щита и внешней стороны, любой из которых самый низкий, получает силу.Это означает, что RF может перемещаться по внешней стороне коаксиального кабеля. Самая сложная концепция коаксиального кабеля - XL, XC не существует. (к передатчику), если кабель заделан.

Наиболее частые причины для перечисления импеданса кабеля заключаются в том, что его надежных электрических характеристик и того самого импеданса листинг. Коаксиальный кабель часто используется для передачи сигналов низкого уровня с более высокой частотой. которые разделены. Разделение очень дорого с точки зрения потери сигнала - идеальное согласование импеданса будет стоить вам половины сигнала и даже небольшое рассогласование очень дорого, особенно в отношении сигналов мощности антенны.Тщательно подобранные несущие, такие как коаксиальный кабель, необходимы для сохранения сигнала на пониженный шум.

Какое влияние номинальная емкость оказывает на кабель производительность или возможности передачи?

Емкость кабеля не имеет значения, если коаксиальный кабель терминирован. Передатчик не будет видеть ни емкости, ни индуктивности.

И эта характеристика линии передачи используется, чтобы скрыть емкость в высокочастотные печатные платы. Инженеры могут спроектировать дорожки на печатной плате так, чтобы они правильные значения емкости и индуктивности, чтобы передатчик не видите ничего, кроме линии передачи с надлежащим сопротивлением.

Почему характеристический импеданс важен при передаче данных?

Если кабель оконцован с соответствующим характеристическим сопротивлением, вы не можете сказать с передающего конца, что кабель не бесконечно длинный - весь сигнал, который подается в кабель, принимается кабелем и нагрузкой.

Если импедансы не совпадают, часть волн в кабеле будет отражаться обратно на кабельные соединения, искажая исходящие волны. Когда эти отраженные волны попадают в генератор волн, они снова отражаются и смешиваются с исходящими волнами, так что трудно сказать, какие волны являются исходными, а какие - переотраженными.

То же самое происходит, когда по кабелю посылаются импульсы - когда они сталкиваются с импедансом, отличным от характеристического импеданса кабеля, часть их энергии отражается обратно к передающему концу. Если импульсы обнаруживают разрыв цепи или короткое замыкание, вся энергия отражается (кроме потерь из-за затухания - другой предмет). Для других оконечных устройств будет отражено меньшее количество энергии.

Эта отраженная энергия искажает импульс, и если импеданс генератора импульсов не совпадает с характеристическим импедансом кабеля, энергия будет повторно отражаться обратно по кабелю, проявляясь в виде дополнительных импульсов.

Могу ли я использовать коаксиальный кабель без согласования импеданса?

Если коаксиальный кабель очень короткий, сопротивление кабеля не изменится. имеют большое влияние на сигнал. Обычно зверский способ передачи сигнал через коаксиальный кабель для согласования импеданса, хотя есть некоторые приложения, в которых нормальный импеданс сопоставление на обоих концах не выполняется. В некоторых специальных приложениях кабель может быть согласован только по сопротивлению только на одном конце или намеренно ошибочно с обоих концов.Это приложение являются частными случаями, когда учитывается импеданс кабеля. так что комбинация кабеля и концевой заделки на концах кабеля производят желаемую передачу характеристики всей системы. В этом виде специального применения кабель не рассматривается как пассивная линия передачи, но компонент, изменяющий сигнал в цепи.

Как насчет скорости распространения?

Процент отношения скорости распространения, основанный на скорости света в вакуум.Процент показывает, какова скорость сигнала в кабеле. по сравнению со скоростью света в вакууме. В коаксиальном кабеле при разумных условиях скорость распространения зависит от характеристик диэлектрического материала.

Почему показатели затухания имеют тенденцию увеличиваться с увеличением частоты?

Обычно это происходит из-за ограниченного проникновения тока в внутренние и внешние проводники (скин-эффект). С увеличением частоты ток менее глубоко проникает в проводники, и таким образом ограничивается более тонкой областью металла.Следовательно сопротивление, следовательно, затухание выше. Это также может быть частично вызвано за счет потерь энергии в диэлектрическом материале.

Как минимизировать затухание в коаксиальном кабеле?

Для линии с фиксированным внешним диаметром проводника, у которой внешний и внутренние проводники имеют одинаковое удельное сопротивление, и если предположить, что вы используете диэлектрик с незначительными потерями (например, полиэтилен или тефлон в высокочастотном диапазоне хотя бы), то получится минимальные потери в коаксиальном кабеле, если минимизировать выражение:

 (1 / д + 1) / лн (1 / д)
 
где d - отношение внутреннего диаметра проводника к внешнему. ID проводника.Электронная таблица или калькулятор помогут вам приблизиться довольно быстро: D / d = 3.5911 близко. Утверждалось, что формула Thr получена из формулы для коаксиального импеданса в зависимости от D / d и формулы для потерь, которые вы найти в «Справочных данных для инженеров», опубликованных Ховардом Сэмом, на стр. 29-13 в седьмом издании.

Интересная вещь обратите внимание, что эта минимальная потеря напрямую не дает сопротивление линии: полное сопротивление линии зависит от диэлектрика постоянная диэлектрика. Для линии с воздушной изоляцией соответствующий импеданс составляет около 76.71 Ом, но если линия изолирован сплошным полиэтиленом, тогда минимальное затухание составляет около 50,6 Ом. Как бы то ни было, все RG-58 мы используем для питания антенн и подключения тестового оборудования. довольно близко к минимальному затуханию, учитывая вышеизложенное условий, и что диэлектрик - полиэтилен.

Но если в линии используется вспененный диэлектрик с коэффициентом скорости 0,8, тогда импеданс минимального ослабления будет около 61 Ом. Однако этот минимум довольно широк, и вы не начните терять много, пока не получите более 50% от оптимального импеданса.

Обратите внимание, что линия пено-диэлектрическая с таким же импедансом и наружный диаметр, поскольку линия из твердого диэлектрика будет иметь меньшие потери. Это потому, что для получения того же импеданса линия пены будет иметь больший внутренний проводник, и этот больший проводник будет иметь более низкое радиочастотное сопротивление и, следовательно, более низкие потери.

Типичное сопротивление кабеля

Какое типичное сопротивление кабеля?

Наиболее типичные используемые коаксиальные кабели с сопротивлением 50 и 75 Ом. кабели. Коаксиальные кабели с сопротивлением 50 Ом могут быть наиболее часто используемыми коаксиальными кабелями. кабели, и они обычно используются с радиопередатчиками, радио приемники, лабораторное оборудование и в сети Ethernet.

Другой широко используемый тип кабеля - это циаксиальный кабель 75 Ом, который используется в видео приложениях, в сетях кабельного телевидения, в разводке телевизионных антенн и в телекоммуникационных приложениях.

600 Ом - это типичный импеданс для симметричных линий с открытым проводом для телеграфия и телефония. Скрученная пара проводов калибра 22 с разумная изоляция на проводах составляет около 120 Ом для те же механические причины, что и другие типы линий передачи имеют свои характеристические импедансы.

Двойной провод, используемый в некоторых антенных системахa, имеет сопротивление 300 Ом, чтобы соответствовать свернутый диполь в импедансе свободного пространства (Однако, когда этот сложенный диполь является частью Яги (лучевой) антенны, импеданс обычно немного ниже, обычно в диапазоне 100-200 Ом.).

Почему коаксиальный кабель 50 Ом?

Стандартное сопротивление коаксиальной линии для высокочастотных помех. передача энергии в в США почти исключительно 50 Ом. Почему было выбрано это значение данные в статье, представленной _Bird Electronic Corp._ Стандартное сопротивление коаксиальной линии для высокочастотных помех. передача энергии в в США почти исключительно 50 Ом. Почему было выбрано это значение данные в статье, представленной Bird Electronic Corp.

Разные значения импеданса оптимальны для разных параметров. Максимальная грузоподъемность достигается при соотношении диаметров 1,65. соответствующий импедансу 30 Ом. Оптимальное соотношение диаметров для напряжения пробой составляет 2,7, что соответствует сопротивлению 60 Ом (кстати, стандартное сопротивление во многих европейских странах).

Допустимая мощность при пробое игнорирует плотность тока что является высоким при низком импедансе, таком как 30 Ом. Затухание из-за одни только потери в проводнике при таком импедансе почти на 50% выше, чем при минимальное сопротивление затухания 77 Ом (отношение диаметров 3,6). Это соотношение, однако, ограничено только половиной максимальной мощности 30-омная линия.

Раньше было трудно найти микроволновую печь, и линии не может облагаться налогом до предела. Поэтому низкое затухание было преобладающий фактор, приводящий к выбору 77 (или 75) Ом в качестве стандарт.Это привело к появлению аппаратных средств определенных фиксированных размеров. Когда диэлектрические материалы с низкими потерями сделали гибкую линию практичной, размеры линий остались неизменными, чтобы обеспечить стыковку с существующими оборудование.

Диэлектрическая проницаемость полиэтилена 2,3. Импеданс Воздуховод с сопротивлением 77 Ом уменьшается до 51 Ом при заполнении полиэтиленом. 51 Ом все еще используется сегодня, хотя стандарт точности составляет 50 Ом.

Затухание минимальное на 77 Ом; напряжение пробоя максимальное при 60 Ом а максимальная допустимая мощность составляет 30 Ом.

Еще одна вещь, которая могла привести к 50-омному коаксиальному кабелю, - это то, что если вы возьмете центральный провод разумного размера и поместите изолятор вокруг него, а затем оберните его экраном и выберите все размеры, чтобы они были удобны и механически хорошо смотрелись, тогда сопротивление будет около 50 Ом. Чтобы поднять сопротивление, диаметр центрального проводника должен быть крошечным с относительно общего размера кабеля. И чтобы снизить сопротивление, толщина изоляции между внутренними проводниками и щит должен быть очень тонким.Поскольку почти любой коаксиальный кабель, который * выглядит * хорошо по механическим причинам в любом случае оказывается, что сопротивление близко к 50 Ом, естественная тенденция к стандартизации ровно на 50 Ом.

Емкость кабеля и волновое сопротивление

Возьмите кусок коаксиального кабеля, ни к чему не подключенный. Центральный проводник и щит образуют конденсатор. Если вы зарядите этот конденсатор до 100 В, затем закоротите экран на центральный провод, какой ток поток?

Оно не бесконечно (или определяется паразитным сопротивлением и реактивное сопротивление), как у «нормального конденсатора», но оно определяется характеристическое сопротивление линии.Если линия 50 Ом заряжена до 100 В, тогда ток БУДЕТ 2 Ампер. (100/50) Будет квадрат импульс и временная ширина (длительность, длительность импульса независимо от того, что вы выберите называть его) будет определяться длиной леска (около 1,5 нСм / фут в зависимости от коэффициента скорости лески).

Этот метод можно использовать, например, для генерации импульсов тока для полупроводниковые лазеры. Чтобы получить более длинные импульсы, чем можно было бы получить с практичными коаксиальными линиями можно использовать практически эквивалентный сосредоточенный импеданс.

Использование коаксиальных кабелей в приложениях

Что произойдет, если я использую кабель с сопротивлением 50 Ом для приложения Vidoe, которому нужен кабель с сопротивлением 75 Ом?

Если кабель 50 Ом видит нагрузку 75 Ом (приемник), значительная часть сигнал будет отражен обратно в передатчик. Поскольку передатчик также имеет сопротивление 75 Ом, это отраженный сигнал будет существенно отражен обратно в приемник. Потому что задержки, он будет отображаться на картинке как неприятный привидение. Множественные призраки вот так выглядят звенящие.Также отражения вызывают частичный сигнал отмены на различных частотах.

Как преобразовать значения импеданса кабеля?

Само сопротивление кабеля не может быть преобразовано, если вы не замените весь кабель с новым кабелем с правильным сопротивлением. Если вам абсолютно необходимо использовать существующий кабель для вашего приложения тогда есть один способ использовать выходной кабель: преобразователи импеданса. Есть трансформаторы, которые могут придать кабелю различное сопротивление. кабель, если они установлены на обоих концах кабеля.

В некоторых приложениях можно преобразовать резистивные адаптеры в сопротивление кабеля. Эти переходники проще трансформаторов, но обычно имеют заметную потерю сигнала в них (обычно около 6 дБ для преобразования 75 Ом в 50 Ом).

Импеданс дорожек на печатной плате

Высокоскоростные сигналы можно направлять на печатную плату, если соблюдать осторожность. чтобы импеданс дорожек соответствовал импедансу драйвера источника и оконечное сопротивление назначения.Микрополосковая линия будет иметь характеристический импеданс, если толщина, ширина и высота линии над землей контролируются.

Формула характеристического сопротивления:

 Z = (87 / sqrt (Er + 1,41)) * ln ((5,98 * h) / (0,8 * w + t))
 
Где:
  • Er = диэлектрическая проницаемость (4,8 для типичной плиты из стекловолокна)
  • h = высота диэлектрика (толщина стеклопластика между трассировка над землей)
  • t = толщина медного материала в микрополоске
  • w = ширина медного материала в микрополоске
Диэлектрическая проницаемость Er для типичного 0.062-дюймовая плита из стекловолокна 4.8. Толщина следа 0,00134 дюйма дает ширину линии 109 мил для микрополоски 50 Ом.

При прокладке дорожек на печатной плате дифференциальные пары должны иметь след такой же длины. Эти линии трассировки также должны быть как можно короче.

Согласование импедансов между разными импедансами

Если подключены два кабеля с разным сопротивлением вместе или кабель подключен к источнику, который имеет другой импеданс, то необходимо какое-то согласование импданса, чтобы Избегайте отражений сигнала в местах, где проложены кабели. связаны вместе.2 Из этого уравнения вы можете видеть, что Nb / Na совпадает с коэффициент передачи напряжения трансформатора между приматы и второстепенные. Это означает, что когда вы знаете это соотношение вы можете использовать уравнение, не зная точное передаточное число оборотов.

Сетевые резисторы согласования импеданса

Соответствующую сеть, показанную ниже, можно использовать для сопоставления двух неравные импедансы при условии, что Z1 больше, чем Z2.

 ____
     ---- | ____ | --- + ---------
           R1 |
                 | |
   Z1 | | R2 Z2
                 | _ |
                  |
     ------------- + ----------
 

Резистор для этой схемы можно рассчитать, используя следующие уравнения:

 R1 = Z1 - Z2 * R2 / (Z2 + R2)
  R2 = Z2 * sqrt (Z1) / (Z1-Z2)
 
В таблице ниже показаны некоторые предварительно рассчитанные значения для некоторых наиболее распространенные ситуации взаимодействия:
 Z1 Z2 R1 R2 Затухание (Ом) (Ом) (Ом) (Ом) (дБ) 75 50 42,3 82,5 5,7 150 50 121 61,9 9,9 300 50 274 ​​51,1 13,4 150 75 110 110 7,6 300 75 243 82. (1/2)) * log (D / d) *, но это верно только для идеального проводника.1/2) * журнал (D / d)) * 0,83


Томи Энгдал <[email protected]>

Характеристическое сопротивление кабеля громкоговорителя

Характеристическое сопротивление кабеля громкоговорителя
Elliott Sound Products Характеристическое сопротивление кабеля громкоговорителя

© 2003 - Род Эллиотт (ESP)
Страница опубликована 17 октября 2003 г.

Вершина
Указатель статей
Основной указатель

Содержание
1.0 Введение

Как влияет характеристическое сопротивление кабеля громкоговорителя? Важно ли согласовать кабель с импедансом нагрузки динамика или это просто маркетинговый ход?

Многие производители кабелей много говорят о характеристическом импедансе кабелей громкоговорителей, утверждая, что он должен соответствовать импедансу громкоговорителей для «оптимальных результатов». Точно так же нам много чего не рассказывают , а не , и это вызывает гораздо большее беспокойство.

Одна вещь, которую поставщики кабелей полностью упустили, - это то, что характеристическое сопротивление составляет , только важно (и актуально), когда полное сопротивление источника, полное сопротивление кабеля и сопротивление нагрузки согласованы между и . Наличие чрезвычайно низкого импеданса на одном конце (усилитель) и переменного импеданса на другом (большинство всех громкоговорителей) делает невозможным истинное согласование.

При этом, даже с очень низким импедансом на одном конце кабеля, большинство кабелей можно сделать так, чтобы они имели удовлетворительное согласование на низких и средних радиочастотах (RF), заканчиваться только на дальнем конце.(Обратите внимание, что на рассматриваемых частотах они на самом деле не являются линиями передачи, хотя я могу использовать эти два термина как взаимозаменяемые.) Некоторая степень «согласования» может быть (до некоторой степени) из-за того, что выходной импеданс усилителя увеличивается с увеличением частоты , но в этом отношении все усилители будут разными.

Для улучшения согласования импеданса и уменьшения отражений, вызываемых незавершенной линией передачи, некоторые (но их слишком мало) производители рекомендуют сеть Zobel - резистор и конденсатор, включенные последовательно, обычно 10 Ом и 100 нФ.Они говорят вам, что он должен быть установлен на конце кабеля динамика. Полезность этого не всегда оптимальна, как будет показано далее в этой статье, но в большинстве разумных кабельных конструкций это не принесет вреда. Для некоторых более экзотических конструкций необходим Зобель на дальнем конце, однако некоторые из них могут быть плохо спроектированы.

Еще одна «незначительная» деталь, о которой не упоминают производители кабелей, - это то, что характеристический импеданс кабеля зависит от частоты. При постоянном токе характеристический импеданс всех кабелей бесконечен (для всех намерений и целей), а номинальное сопротивление обычно не достигается до тех пор, пока частота сигнала не будет значительно выше звукового диапазона - обычно около 100 кГц или более, в зависимости от конструкции кабеля и длина.Любой кабель, состоящий из параллельных или концентрических проводников (включая плоские проводники, многожильные ленточные кабели и кабели Litz), действует как линия передачи на высоких частотах или (по крайней мере, до некоторой степени), если линия очень длинная (обычно от нескольких до многих). километров). Все линии передачи имеют характеристический импеданс, и это основной принцип физики - речь идет о легкомыслии, с помощью которого многие поставщики относятся к истине.

Но подождите! В любом случае, что такое волновое сопротивление ? Характеристическое сопротивление кабеля (Zo) является сложной функцией диаметра (или размеров, если они не круглые), их относительного расстояния и изоляционного материала.В упрощенном виде он определяется (для высоких частот) как Zo = √L / C, где Zo - характеристический импеданс, L - индуктивность, а C - емкость.

Обратите внимание, что Zo является константой и не зависит от длины кабеля. Идеальный кабель (для аудиосистемы высокой мощности) будет иметь низкую индуктивность, низкую емкость и низкое сопротивление постоянному току (DCR), но важно понимать, что Zo кабеля обычно совершенно не важен на звуковых частотах. Также важно понимать, что любой кабель можно управлять с нулевым сопротивлением (или близким к нему), и при этом не будет отражений при условии, что сопротивление оконечной нагрузки близко к характеристическому сопротивлению кабеля.Это ясно видно на многих графиках ниже, где была подключена «оконечная» сеть Zobel.

Чтобы получить низкое характеристическое сопротивление, необходимо иметь очень низкую индуктивность и относительно высокую емкость, а высокая емкость может наложить серьезные ограничения на усилитель. Действительно, многие усилители станут нестабильными при наличии достаточной емкости, подключенной непосредственно к выходу, вызывая колебания, которые могут повредить усилитель. Как описано выше, независимо от чего-либо еще, кабель , а не действует как настоящая линия передачи на звуковых частотах, и утверждения об обратном ошибочны.

Для этих эзотерических кабелей их высокая емкость требует, чтобы изоляционный материал мог вносить свой «звук» в общий сигнал, подаваемый на громкоговорители. Следует отметить, что это горячо оспаривается многими инженерами, и нет убедительных доказательств того, что какой-либо один диэлектрический материал «акустически превосходит» любой другой. Я не знаю ни одного должным образом проведенного двойного слепого теста (DBT), при котором группа прослушивания могла бы определить разницу с точностью более 50% - i.е. чистая случайность. Однако эту возможность нельзя сбрасывать со счетов, поэтому стоит упомянуть.


1.1 Согласование импеданса

Для высокочастотных приложений или для очень длинных сигналов, таких как телефонные цепи, необходимо согласование импеданса. Согласованные импедансы означают, что импедансы источника, кабеля и нагрузки одинаковы. Для видео стандартный импеданс составляет 75 Ом, поэтому выходное сопротивление драйвера видеолинии будет 75 Ом, для подключений используется коаксиальный кабель 75 Ом, а на приемном конце также 75 Ом.Почти всегда есть несоответствия из-за использования разъемов RCA (обычно импеданс около 40 Ом), но в домашних условиях это обычно не вызывает проблем, так как кабели относительно короткие. Принято считать, что если длина линии передачи составляет менее 1/10 наименьшей длины волны, согласование импеданса не является слишком важным - опять же, мы увидим, что это не обязательно так, поскольку полоса пропускания аудиоусилителя может легко изменяться. превышают полосу пропускания звукового сигнала в 10 или более раз - эффекты могут быть не слышны напрямую, но при любых обстоятельствах следует избегать колебаний усилителя.

Согласованные импедансы обеспечивают передачу максимальной мощности от источника к нагрузке, что, очевидно, очень важно для РЧ-передатчиков и приложений телефонии. Однако это совершенно не имеет отношения к твердотельному усилителю мощности звука, поскольку принцип возбуждения (известный как возбуждение по напряжению или постоянное напряжение) не полагается на передачу максимальной мощности, а вместо этого полагается на то, что усилитель поддерживает низкий выходной импеданс по сравнению с нагрузка.

Отношение выходного импеданса усилителя к импедансу нагрузки называется «коэффициентом демпфирования», и с современными усилителями оно может легко превзойти все обычные (реальные) требования.Усилители мощности обычно имеют выходной импеданс от 10 до 100 миллиом, что дает коэффициент демпфирования от 800 до 80 (соответственно). Клапанные усилители могут иметь коэффициент затухания, равный единице (т. Е. Выходное сопротивление усилителя равно импедансу нагрузки). Ни один производитель усилителей не указывает коэффициент демпфирования с подключенными кабелями, и на самом деле он всегда меньше заявленного.

Значения коэффициента демпфирования (DF) являются теоретическими и редко (если вообще достигаются) на практике.В оставшейся части этой статьи я буду использовать для справки выходное сопротивление моделируемого усилителя (около 24 миллиомов). Эта цифра вполне реалистична для реального усилителя, но внутренняя проводка несколько увеличивает ее.

Даже несмотря на то, что большинство усилителей мощности ограничены максимум несколькими сотнями кГц или около того, на более высоких частотах все же может присутствовать некоторая энергия - обычно шум. Часто случается, что усилитель может быть довольно стабильным при емкостной нагрузке и отсутствии сигнала, но как только он приводится в действие, он «возбуждает» всю систему, а затем начинает устойчивые колебания.

Ни один усилитель практически не может воспроизвести высокие уровни на очень высоких частотах, и их нет в исходном материале. Это никогда не мешало усилителю колебаться, обычно на достаточно высокой частоте, чтобы вызвать одновременную проводимость силовых транзисторов, поскольку они не могут выключиться достаточно быстро, и оба будут включены одновременно.

Эта одновременная проводимость является причиной повреждения, так как выходные устройства очень быстро нагреваются и могут выйти из строя во второй раз - если это произойдет, то все кончено - усилитель выйдет из строя с перегоревшими устройствами вывода.Любой, у кого был усилитель на испытательном стенде и подавал на него входной сигнал с частотой 100 кГц или более, видел это - даже без нагрузки усилитель потребляет большой ток даже при низких уровнях выходного сигнала. Если использовать какое-либо время, усилитель выйдет из строя.


2.0 О моделировании

Подробности любого теста или имитационного теста являются обязательными для полного понимания. Имея это в виду, в следующем разделе описывается смоделированный усилитель, который использовался, ненагруженная частота и фазовая характеристика, а также смоделированные детали кабеля и громкоговорителя.


2.1 Усилитель

Смоделированная схема усилителя показана на рисунке 1. Фазовый угол при единичном усилении - при примерно 10 МГц - составляет 150 ° (или запас по фазе 30 °, т. Е. Очень стабильный усилитель). На фазу относительно не влияет сопротивление нагрузки или наличие внутренней цепи Zobel усилителя. Последнее предназначено для обеспечения стабильности при индуктивной нагрузке, но неэффективно против емкостной нагрузки.

Чтобы убедиться, что симуляция представляет реальность в приемлемой степени, конденсатор 100 нФ, помещенный на выходе, вызовет нестабильность, и это в значительной степени согласуется с эмпирическими данными о реальных усилителях.Стоит отметить, что моделируемые транзисторы имеют гораздо более широкую полосу пропускания, чем большинство реальных транзисторов, и это сдвигает результаты вверх по частоте. Большинство эффектов усилителя, наблюдаемых на частоте 10 МГц, на самом деле происходит, возможно, на частоте 1 МГц. Все эффекты линии передачи (в частности, пики, вызванные несоответствием импеданса, точно такие, как показано на рисунке - они определяются кабелем и его длиной и не зависят от усилителя. Также обратите внимание, что многие усилители будут генерировать колебания с гораздо меньшей емкостью, чем смоделированная версия.


Рисунок 1 - Имитационный усилитель

Усилитель, использованный для этих симуляций, был таким, как показано на рисунке 1, и представляет собой полностью обычную (хотя и несколько упрощенную) схему, типичную для тех, которые используются для приложений Hi-Fi (фактически, довольно типичен для большинства усилителей для любых целей). . Частота замкнутого контура и фазовая характеристика показаны на рисунке 2. Запас по фазе (количество градусов фазового сдвига между фактической частотой единичного усиления (Ft или переходной частотой) и 180 градусов).При сдвиге фазы на 180 градусов отрицательная обратная связь усилителя перевернута по фазе и становится положительной. Если усилитель на этой частоте имеет коэффициент усиления больше единицы, он будет колебаться.


Рисунок 2 - Частотная и фазовая характеристика

Резистивная нагрузка не влияет ни на частотную, ни на фазовую характеристики. Индуктивные нагрузки (менее нескольких сотен мкГн - микро Генри) компенсируются сетью Zobel C3 и R7 с типичными значениями 100 нФ и 10 Ом, хотя это в некоторой степени варьируется в зависимости от конкретной конструкции.Для справки ниже показано выходное сопротивление моделируемого усилителя на выбранных частотах.

Частота 1 кГц 20 кГц100 кГц 1 МГц 2 МГц
Импеданс 24 мОм 25 мОм 45 мОм 444 мОм 515 мОм
Таблица 1 - Выходное сопротивление относительно Частота

Во многих конструкциях усилителей емкость линии динамика «отделена» от усилителя комбинацией L1 и R8.Опять же, довольно типичные значения - 800 нГн параллельно с 10 Ом, но, как всегда, это значение может варьироваться. Индуктивность выше 1 или 2 мкГн встречается редко, так как она будет оказывать слышимое влияние на общую частотную характеристику, особенно для динамиков с низким импедансом (например, индуктивность 10 мкГн вызывает потери 0,4 дБ при 20 кГц и нагрузке 4 Ом, и это без кабеля. вообще). Резистор снижает добротность катушки индуктивности, чтобы предотвратить (или, по крайней мере, минимизировать) возможность образования резонансной цепи между катушкой индуктивности и кабелем. Эту сеть можно заменить на 0.Резистор 1 Ом, но такой подход редко. Моделирование проводилось без последовательной катушки индуктивности, поскольку ее присутствие подавляет те самые эффекты, которые мы ищем, так что может возникнуть нестабильность усилителя. Сеть RC Zobel усилителя была сохранена для всех симуляций - очень немногие усилители будут стабильными с любым нормальным динамиком и нагрузкой без этой сети.

Обратите внимание, что в некоторых из следующих далее имитаций запас по фазе может казаться достаточным для поддержания стабильной системы.Это прямой результат несовпадения симуляций и реальной жизни, и совершенно необходимо, чтобы вы понимали, что показанные результаты могут показаться «упрощающими» эффекты. Такие кабели, как Образец № 3 , будут вызывать нестабильность большинства усилителей - показанные результаты фазы также кажутся статичными, но на самом деле они меняются с амплитудой, и все, что вызывает радикальный фазовый сдвиг на выходе усилителя, почти наверняка вызовет колебания в реальной жизни.

Непрерывные колебания часто приводят к тому, что усилитель работает намного сильнее, чем обычно.Эффекты не всегда слышны, но в большинстве случаев услышит, что усилитель звучит «неправильно». Любой колеблющийся усилитель подвергается серьезному риску саморазрушения, и это состояние никогда не должно продолжаться.

Как и ожидалось, вышесказанное обычно не относится к усилителям класса D, потому что они полагаются на на колебания для их работы. На усилители класса D обычно не влияет емкость кабеля, но она может быть достаточно высокой, чтобы расстроить выходной фильтр и создать приглушенный или приглушенный звук. подчеркнутый высокочастотный отклик.

Колебания могут быть нестабильными и могут появляться в определенных точках выходного сигнала. Колебания такой природы называют «паразитными колебаниями». Это может быть хуже, чем у усилителя, который постоянно колеблется, потому что он может проявляться только при определенном наборе условий нагрузки. Обычно это звучит ужасно, но в некоторых случаях это может остаться (почти) незамеченным, потому что это может произойти только во время определенных пассажей в музыке или на определенном уровне, когда эффекты становятся слышимыми.Хотя я не знаю ни одного усилителя, который умер бы в результате паразитных колебаний, это крайне нежелательно, и любой усилитель, который страдает от этого, должен быть отремонтирован.


2.2 Кабель

На рис. 3 показана схема смоделированного кабеля и «дальняя» сеть Zobel. Также показан «ближний конец» (то есть на усилителе) Zobel, но по большей части он не нужен. Рекомендуется использовать последовательный дроссель на выходе усилителя (или если вы знаете, что он был включен производителем).Исключение его из цепи обычно мало или совсем не влияет на стабильность усилителя и служит только для правильной заделки кабеля на очень высоких частотах.


Рисунок 3 - Имитация кабеля и оконечной нагрузки

Хотя большинству людей (включая меня) может не понравиться идея керамического конденсатора в аудиотракте (для элемента «C» сетей Zobel), керамический на самом деле является лучшим выбором для этого приложения. Важно, чтобы индуктивность конденсатора (в первую очередь, длина выводов и корпуса конденсатора) была как можно меньше, иначе отклик будет ограничен именно на тех частотах, где это становится важным.Даже если конденсатор нелинейный (что характерно для керамики), он включен параллельно нагрузке и выходу усилителя и не будет влиять на слышимую часть сигнала. Помните, что мы имеем дело с небольшой емкостью (обычно 100 нФ), а ее реактивное сопротивление (или импеданс) составляет 100 Ом при примерно 16 кГц (80 Ом при 20 кГц). Даже нелинейное устройство с таким большим сопротивлением не повлияет на какой-либо известный усилитель, а конденсатор также включен последовательно с резистором, что еще больше снижает его и без того незначительный вклад.

Использование полипропиленовых колпачков «аудиофильского качества» или других пленочных колпачков не рекомендуется, поскольку их характеристики на нескольких МГц ухудшаются из-за внутренней индуктивности (которая определяет «саморезонансную» частоту колпачка). Конденсатор (ы) должен быть рассчитан минимум на 50 В переменного тока (или 100 В постоянного тока), хотя фактически возникающие на конденсаторах напряжения должны быть намного ниже этого значения на любой частоте.

Резистор должен быть углеродным или металлическим, и номинала 0,5 - 1 Вт обычно вполне достаточно.Мощность, развиваемая при нормальном сигнале, будет намного меньше 0,5 Вт даже с мощными усилителями. Если вы считаете, что должен использовать резистор с проволочной обмоткой, то он должен быть неиндуктивного типа.

Важная часть этого упражнения состоит в том, чтобы показать, что если Zobel (согласованный с импедансом кабеля) используется на «дальнем конце» (то есть на клеммах громкоговорителя), то на выходе индуктора нет необходимости. усилитель мощности. Обычно он прилагается, чтобы гарантировать, что усилители не будут работать неправильно с кабелями с высокой емкостью, но если кабель оконцован на правильно, индуктор больше не нужен.


2.3 Громкоговоритель

Громкоговоритель имеет двустороннюю конструкцию с полной компенсацией импеданса. Он использует сеть Zobel для обнуления растущего импеданса вуфера, вызванного индуктивностью звуковой катушки, и схему компенсации резонанса твитера. Это основано на моделировании акустической системы, используемой Джоном Ришем (разработчиком Cable Sample # 2) для некоторых из его измерений и моделирования, и является разумным приближением реальной акустической системы. Можно было бы использовать сопротивление (или более простой имитационный громкоговоритель), но это не обеспечило бы имитацию «реальной жизни».


Рисунок 4 - Имитация акустической системы

Низкочастотный динамик находится в герметичной коробке, поэтому имеет только один низкочастотный пик импеданса. Это относительно мягкий динамик с низкочастотным резонансом 27 Гц и минимальным сопротивлением 3,9 Ом при 430 Гц. Импеданс составляет более 6 Ом для большей части звукового диапазона. На очень высоких частотах он ведет себя как большинство динамиков, имея импеданс более 65 Ом на частоте 1 МГц, причем сопротивление увеличивается с увеличением частоты. Автор: 1.Импеданс на частоте 5 МГц составляет 100 Ом, увеличиваясь на 6 дБ / октаву (импеданс примерно удваивается с каждым удвоением частоты). Короче говоря, это динамик с хорошим поведением, который ведет себя именно так, как и следовало ожидать.

Динамик показан с «общим» оконечным устройством Zobel, состоящим из Rz, Cz1 ​​и Cz2. Конденсаторы должны иметь очень хорошие характеристики до нескольких МГц, и это одна из областей, где есть преимущество, если второй (меньший) керамический конденсатор подключен параллельно с Cz1. Два конденсатора должны иметь номинал , чтобы выдерживать полное выходное напряжение усилителя, и, в идеале, иметь запасной элемент.Для большинства усилителей подойдут конденсаторы, рассчитанные на 630 В постоянного тока, а резистор должен быть углеродным. Типы с проволочной обмоткой не нужны, и их индуктивность вызовет несоответствие. Провода должны быть как можно короче, а все части должны быть подключены непосредственно к входным клеммам динамика.

Все моделирование основано на большинстве акустических систем, для которых эта оконечная сеть - это , не включая . Показаны различные согласующие сопротивления, и оказалось, что Zobel, показанный выше, будет работать практически с любым кабелем, независимо от его фактического характеристического сопротивления.


3.0 Моделирование

В последующем моделировании использовались три разных кабеля. Важно отметить, что они используются просто как репрезентативные, и не следует делать никаких выводов при сравнении с заявленными (или заявленными) данными производителем. Никакое одобрение не подразумевается для какой-либо конфигурации, производителя или чего-либо еще, кроме окончательной рекомендации ниже.

Образец Сопротивление Индуктивность Емкость Импеданс Каталожный номер
1 11.15 мОм 626,64 нГн 68,90 пФ 95,37 Ом 12 # Zip
2 14,57 мОм 219,82 нГн 114,83 пФ 43,75 Ом Джон Риш
3 14,44 мОм 32,81 нГн 1640,42 пФ 4,47 Ом Goertz MI 1
4 * 37,50 мОм 975,00 нГн 54,25 пФ 134 Ом Oz 'Рис.8 '
Таблица 2 - Параметры смоделированного кабеля (на метр)
* # 4 был чем-то вроде запоздалой мысли и описан ниже на этой странице.

Все значения даны на метр длины кабеля, и моделирование проводилось с использованием длины 4 метра (немногим более 13 футов), поскольку это довольно типично для большинства домашних систем. По мере увеличения длины кабеля описанные эффекты проявляются на более низких частотах. Для большинства кабелей коэффициент скорости составляет от 0,6 до 0.8 (это означает, что сигнал проходит на медленнее, чем на , чем в вакууме). Коэффициент скорости всегда указывается для кабелей RF , но я никогда не видел, чтобы он упоминался для акустических кабелей. Хотя это может показаться маловероятным, это вполне реальное явление, и для смоделированных здесь кабелей я принял VF равным 0,8, что означает, что кабель будет задерживать сигнал примерно на 17 нс (однако это зависит от конструкции кабеля).

В следующих разделах рассматривается большое количество возможностей и представлены графики отклика.По необходимости они меньше оптимального, иначе загрузка страницы займет 3 недели. Эффект от различных комбинаций очень ясен, а дополнительные описания указывают на области, представляющие интерес.


Специальный кабель 3.1 '

На первом графике показан кабель 3. Я выбрал его для первого моделирования, так как он с наибольшей вероятностью вызовет нестабильность усилителя без согласования Zobel. Хотя радикальные изменения фазы достаточно заметны, их влияние на усилитель увидеть немного сложно.Выясняется, что этот кабель дает выходную фазу на усилителе, которая находится далеко за пределами его запаса по фазе, около 192 °. Это означает, что это почти наверняка вызовет колебания усилителя либо непрерывно, либо при определенных напряжениях и токах, которые невозможно предсказать с какой-либо надежностью. Такие паразитные колебания обычно вызывают искажение звука усилителя при запуске и остановке. Устойчивые колебания часто приводят к выходу из строя выходного каскада усилителя.


Рисунок 5 - Кабель 3, без оконечной нагрузки на дальнем конце

Как вы можете видеть, у кабеля большой пик на частоте чуть ниже 10 МГц, а фазовый отклик ужасный.Каждый изгиб или разрыв на графике указывает на отражение, и обратите внимание на фазовый угол - он показывает фазовый сдвиг 700 ° на частоте 100 МГц!


Рисунок 6 - Кабель 3, с оконечной нагрузкой на дальнем конце (4,7 Ом)

После добавления сети Zobel на дальнем конце, как вы можете видеть здесь, спад отклика кабеля идеально плавный с резистором 4,7 Ом. Это оптимальное соответствие, и это значение, при котором следует использовать - , а не 10 Ом, как указано ниже (см. Ниже).


Рисунок 7 - Кабель 3, с оконечной нагрузкой на дальнем конце (10 Ом)

Даже 100 нФ последовательно с 10 Ом восстанавливают запас по фазе усилителя до нормального (150 °).Как видно выше, предпочтительно 4,7 Ом, но запас по фазе практически не изменяется.

В конце динамика есть небольшая «шишка» с сопротивлением 10 Ом, а фаза «шатается» на частотах выше 20 МГц. Вероятно, это не проблема, и вам почти наверняка это сойдет с рук. Совершенно очевидно, что этот конкретный кабель никогда не следует использовать без Zobel на конце динамика, и столь же очевидно, что поставщик не совсем понимает теорию линии передачи, поскольку сети Zobel поставляются с кабелем (а у вас есть спросить!) неверны.Это нетрудно сделать правильно, и если они не соответствуют чему-то простому, как номинал резистора, я не склонен верить их другому материалу.

Хотя результаты на самом деле не ужасны, совершенно очевидно, что производительность не так хороша, как при правильном оконечном сопротивлении. На этом уровне (и поскольку полное сопротивление кабеля указано на веб-сайте) мне трудно понять, как они могли сделать такую ​​ошибку. Не то чтобы этот производитель был одинок в любом случае - «эксперты» выйдут из деревянных конструкций, предположив, что 10 Ом, 100 нФ Zobel - это панацея - это так, но только для кабелей 10 Ом!


3.2 Застежка-молния 12-го калибра

Кажется, это стандарт, по которому оцениваются все остальные кабели, поэтому он следующий в списке. Как видите, есть ярко выраженное отражение почти с той же частотой, что и раньше. Это должно быть так, поскольку кабель (линия передачи) имеет одинаковую длину, и первое отражение будет происходить на той же частоте. Небольшие отклонения действительно происходят и являются результатом различных факторов скорости. Коэффициент скорости относится к скорости, с которой электрический сигнал проходит по кабелю.Обычно это от 0,6 до 0,8 скорости света (3 × 10 8 метра в секунду).


Рисунок 8 - Кабель 1, без оконечной нагрузки

Отклик относительно мягкий, несмотря на довольно большой пик на 10 МГц. Пик отражения не вызывает изменения фазовой характеристики усилителя до тех пор, пока она не превысит 40 МГц, и не будет иметь никакого эффекта. Существует очень небольшое снижение уровня на 100 кГц (и до 20 кГц), но оно измеряется в долях дБ, поэтому его можно смело игнорировать.Более сильное нарушение реакции в комнате будет вызвано перемещением кресла для прослушивания или ближайшего журнального столика.


Рисунок 9 - Кабель 1, с оконечной нагрузкой на дальнем конце (100 Ом)

Это идеальный результат. Нет никаких скачков, нет аномалий отклика, и запас по фазе усилителя не изменился. За счет стоимости резистора 100 Ом (достаточно близко) и керамического конденсатора 100 нФ, кабель имеет хорошие оконечные устройства, и хотя практически любой усилитель будет управлять этим кабелем без каких-либо вредных последствий, даже если он не подключен, есть потенциал для уменьшения РЧ-наводок.


Рисунок 10 - Кабель 1, с оконечной нагрузкой на дальнем конце (10 Ом)

Очевидно, что сопротивление оконечной нагрузки 10 Ом является «субоптимальным». На самом деле все не так уж плохо, и эффекты почти наверняка будут неслышными. То, что неочевидно, - это пик около 10 кГц - он невелик (около 0,1 дБ по сравнению с 1 кГц), а отклик верхнего уровня ниже примерно на 0,2 дБ при 23 кГц (обратите внимание, что эффект будет немного хуже с динамик 4 Ом). В качестве компромисса резистор на 47 Ом не вызовет значительных пиков и представляет собой приемлемое соответствие с широким спектром «застежек-молний».Поскольку эти кабели уже безопасны, они гораздо более терпимы к несовпадению.


3.3 Коаксиальный кабель с перекрестными соединениями для самостоятельной сборки

Фактически, это была ссылка на этот конкретный кабель на веб-сайте Audioholics, который в первую очередь вызвал это расследование. Комментарии были опубликованы и повторно опубликованы, как и претензии и встречные иски. Эта конструкция также относительно безвредна, и я не предлагаю охватить все проблемы, поднятые ранее - меня интересует только влияние кабеля на усилитель и может ли это вызвать нестабильность.


Рисунок 11 - Кабель 2, без оконечной нагрузки

Как видно на рис. 11, даже без оконечной нагрузки результат выглядит довольно серьезным (обратите внимание на высоту всплеска на частоте 10 МГц), но не намного хуже, чем у кабеля №1. На частоте 10 МГц наблюдается фазовая аномалия, но усилитель находится в пределах своего запаса по фазе, и это повлияет на некоторые усилители (если таковые имеются). Не так хорошо видно на диаграмме, но тем не менее присутствует небольшой широкий пик отклика с центром на 5 кГц. Амплитуда значительно ниже нуля.1 дБ (0,04 дБ, если быть точным) и незначительно. Запас по фазе усилителя не изменяется, но отклик кабеля превышает 100 кГц - я этого не слышу, и никто другой не слышит, но это также означает, что спад меньше с динамиком с более низким импедансом.


Рисунок 12 - Кабель 2, с оконечной нагрузкой на дальнем конце (39 Ом)

Так как этот кабель имеет Zo 37 Ом, оконечное сопротивление 39 Ом близко к оптимальному. Отклик снова практически безупречный, а отражения полностью устранены.


Рисунок 13 - Кабель 2, с оконечной нагрузкой на дальнем конце (10 Ом)

В целом это нельзя считать плохим результатом. Фактически, рассогласование фактически улучшает отклик, хотя и выходит далеко за пределы звукового спектра. То, что оно меньше оптимального, совсем не очевидно (хотя есть небольшие колебания на фазовой характеристике на частотах выше 20 МГц), но стабильность усилителя не нарушается, и пиков нет. Также очевидно расхождение характеристик усилителя и конца громкоговорителя (также видно на других графиках, где импедансы не совпадали), и это явный индикатор несоответствия - даже если оно находится далеко за пределами полосы пропускания звука.

Я бы лично выбрал резистор на 39 Ом, поскольку он намного ближе к импедансу линии, но возникающие в результате различия, конечно же, не будут слышны.


4.0 Дальнейшие исследования

Использование развязывающей RL-сети на выходе усилителя обеспечит защиту от всех, кроме самых радикальных, конструкций кабелей громкоговорителей, но следует отметить, что тратить много денег на кабели с усилителем довольно бессмысленно. минимально возможную индуктивность, а затем к усилителю необходимо добавить индуктивность, чтобы он не колебался.

Очевидными (и рекомендуемыми) конструкциями кабелей являются образцы 1 и 2, и оба они обеспечивают хорошие характеристики при очень разумных затратах. Образец кабеля №3 не может быть рекомендован не только из-за его высокой емкости, но и потому, что он намного дороже двух других, а фактические преимущества находятся где-то между минимальными и отсутствующими. Если вы можете позволить себе приобрести такие кабели, тогда это зависит от вас, но имейте в виду, что производитель не может даже установить правильное значение для сети Zobel, которую поставляет .В моих книгах это не дает им права ни на что, кроме покачивания головой, легкого смешка и «Не сегодня, спасибо».


4.1 Австралийский 'Рисунок 8' Кабель

Поскольку все моделирование было настроено, я решил, что нужно провести быстрый тест того, что в Австралии широко известно как кабель «Рис. 8» (в основном то же самое, что и zip-кабель). Стандартное предложение "строительного магазина" не отличается особой прочностью: 22 жилы по 0,022 мм на проводник (0,75 мм²). Это изолированный провод на 240 В, обычно используемый для ламп и т.п. («ламповый кабель»).Я использую его для основных испытательных проводов в своей мастерской, и цифры для длины 4 метра равны ...

Сопротивление = 150 мОм
Индуктивность = 3,9 мкГн
Емкость = 217 пФ

Сопротивление составляет около 134 Ом. Это очень безопасный кабель, и я никогда не видел, чтобы усилитель колебался из-за него, так что же говорят симуляции?


Рисунок 14 - «Рисунок 8», без прерывания

Никаких сюрпризов. Очевидная потеря на 20 кГц (все еще меньше 0.5 дБ), пик, который мы сейчас ожидаем, и нулевые фазовые аномалии.


Рисунок 15 - «Рисунок 8», оконечная нагрузка 120 Ом

Опять же, этого следовало ожидать. Отклик составляет -3 дБ при 67 кГц на конце динамика, что на самом деле меня вполне устраивает, поскольку я определенно не слышу потерь (менее 1 дБ при 20 кГц). Согласование снова устраняет всплеск отклика, и на усилителе наблюдаются эффекты нулевой фазы. Само собой разумеется (но я все равно буду), что прерывание вызывает нулевую слышимую разницу, однако в присутствии сильных радиочастотных полей терминатор должен уменьшить или даже устранить радиочастотные помехи.Это сложно проверить, потому что в моей мастерской нет источников РЧ, достаточно мощных, чтобы вызвать проблемы.


4.2 Линия передачи или кабель?

Стоит отметить, что любой из этих кабелей будет демонстрировать дополнительные аномалии и разрывы, если их подключить к усилителю с бесконечной полосой пропускания. Они еще не изобретены, поэтому несовпадение на концах усилителя не является серьезной проблемой, но если в усилителе используется цепь развязки индуктивности, то рекомендуется второй Zobel, следующий за катушкой индуктивности.Это гарантирует, что линия передачи заканчивается с правильным импедансом на обоих концах для всех частот выше ~ 50 кГц или около того.

Кроме того, в начале этой статьи было сказано, что характеристический импеданс не имеет значения на звуковых частотах. Частота, с которой пара проводов начинает действовать как линия передачи, в первую очередь определяется ее длиной. К счастью для исследовательских целей, симуляторы могут предоставить источник сигнала с нулевым импедансом и бесконечной полосой пропускания, поэтому ограничения физического мира не должны нас беспокоить.При использовании линии передачи 50 Ом (чисто для удобства) представляют интерес следующие моменты ...

  • При возбуждении и оконечной нагрузке на 50 Ом линия с (по существу) нулевым DCR имеет ровный отклик от постоянного тока к дневному свету. Это настоящая линия передачи, и она ведет себя именно так, как и следовало ожидать, независимо от длины.
  • В линии с «типичным» сопротивлением постоянному току преобладает DCR до частоты, которая зависит от ее длины. Линия передачи не подвержена влиянию постоянного тока сопротивление, так что пока DCR доминирует, линия , а не настоящая линия передачи.Это сложно понять, но это так, и любой справочник по теме подтвердит этот «странный, но верный» факт.
  • На звуковых частотах акустические кабели являются линиями передачи , а не . Это просто кабели с индуктивностью, емкостью и сопротивлением. Несмотря на популярность Вера, они лишены каких-либо магических свойств, только физики.

Теперь давайте рассмотрим каждое из этих утверждений. Если кабель действует как линия передачи, правильно подобран на каждом конце и имеет практически нулевое сопротивление, то 1 В от генератора даст 0.5 В на входе кабеля и 0,5 В на выходе, поскольку система ведет себя как простой резистивный делитель напряжения. Кабель не имеет значения. Я избавлю вас от утомительного взгляда на график с прямой линией при точно 0,5 В в диапазоне от 1 Гц до 100 МГц, поскольку он имеет нулевое процентное значение.

Чтобы подчеркнуть резистивные эффекты, я смоделировал 100-метровый кабель с постоянным сопротивлением 1 Ом на метр. Очевидно, что это бесполезный кабель (по крайней мере, в качестве кабеля динамика), но он очень четко показывает эффект.На рисунке 16 показана тестовая схема, и ток измерялся на выходе генератора переменного тока.


Рисунок 16 - Тест линии передачи

На рис. 17 вы можете видеть, что в выходном токе явно преобладает сопротивление, пока кабель не будет вести себя как линия передачи. Ток от генератора (AC) должен быть равен V / R ... V - 1 Вольт, а R (для 100-метровой линии при 1 Ом / метр) - 200 Ом (включая два внешних резистора). Это работает до 5 мА, и действительно, это именно то, что измеряется - до «волшебной» частоты 100 кГц, когда ток увеличивается.

Выше 1 МГц ток составляет 10 мА (1 В / 100 Ом), это означает, что сопротивление кабеля исчезло! За одно десятилетие по частоте кабель превратился в настоящую линию передачи, где сигнал не проводится как таковой, а передается по волноводу (волноводы обычно представляют собой просто трубки для сигналов УВЧ [например, микроволнового], однако проводная линия передачи тоже является волноводом). Естественно, сопротивление никогда не пропадает, на самом деле пропадает, но его влияние сильно снижается.

Стоит отметить, что кабель никогда не будет действовать как настоящая линия передачи с определенным (и поддерживаемым) Zo, если импедансы его источника и нагрузки не равны импедансу линии. Это означает, что ни один аудиокабель никогда не будет линией передачи (почти) независимо от длины, если только выходное сопротивление усилителя, полное сопротивление кабеля и сопротивление нагрузки не будут равны на всех частотах в пределах желаемого диапазона. Ни один из известных усилителей или акустических систем не может соответствовать этим критериям.В качестве альтернативы кабель может быть бесконечно длинным, однако в домашних условиях это обычно непрактично.


Рисунок 17 - Ток в линии передачи по сравнению с показателем. Частота

Очевидно, что кабель - это всего лишь пара проводов ниже переходной частоты, и ваши кабели для громкоговорителей (независимо от претензий или стоимости) точно такие же. Если вы хотите смоделировать этот эффект самостоятельно, я использовал DCR = 1 Ом, L = 200 нГн и C = 100 пФ на метр и использовал 100-метровую линию. Более короткая линия делает то же самое, но частота, на которой она становится линией передачи (а не парой проводов), увеличивается по мере уменьшения длины линии.Для 10-метрового кабеля частота составляет 1 МГц, а для 3-х метрового кабеля частота увеличивается до 3,3 МГц. Эти эффекты присутствовали во всех предыдущих симуляциях, но были замаскированы спадом усилителя.


5.0 Частотная характеристика

Честно говоря, неразумно исследовать эти кабели, не глядя на частотную характеристику, поэтому были проведены следующие тесты. В каждом случае отклик на дальнем конце (громкоговоритель) был нанесен на график в дБ с учетом только резистивной составляющей кабеля (красный график) и с учетом индуктивности и емкости (зеленый график).Графики отклика были построены в диапазоне от 10 Гц до 100 кГц, и очевидно, что есть некоторые различия. Для всех тестов использовался один и тот же моделируемый усилитель, поэтому его влияние на отклик включено. Опять же, все кабели были измерены на длине 4 метра.

Даже с самым плохим кабелем (кабель лампы Aussie 'Figure 8') в отклике преобладает сопротивление на низких частотах. Добавление индуктивности и емкости на самом деле улучшило ситуацию для zip-шнура 12 калибра и рисунка 8, а Zobel на дальнем конце не имеет значения (он был включен во все тесты и составлял 100 нФ последовательно с 100 Ом).


5.1 Усилитель против. «Идеальный» источник

Для сравнения я проверил zip-кабель 12 калибра с «идеальным» источником нулевого сопротивления. Максимальное отклонение составляло 0,106 дБ, а преобладающая частота - 7,8 кГц. Это довольно ясно показывает, что для большинства конструкций кабеля выходное сопротивление усилителя является фактором на низких и средних частотах. Индуктивность кабеля влияет на сигнал на частотах выше 20 кГц, в то время как емкость на самом деле не является проблемой - кроме ее потенциала, чтобы заставить усилитель колебаться, если он достаточно высок.

Разница между «идеальным» (или идеальным) источником с импедансом 0 Ом и откликом от постоянного тока до дневного света по сравнению с усилителем с выходным сопротивлением 24 мОм невелика с любым кабелем - молния калибра 12 показывает отклонение всего 0,03 дБ. (достаточно близко) между двумя источниками, и это имеет самое низкое сопротивление постоянному току среди протестированных кабелей. Очевидно, что чем ниже DCR кабеля, тем большее влияние имеет выходное сопротивление усилителя на общий результат ... до тех пор, пока индуктивность не станет преобладающим фактором.

Обратите внимание, что все измерения отклика были выполнены при номинальной нагрузке 8 Ом, и что индуктивность будет иметь больший эффект, если нагрузка составляет 4 Ом (или меньше). В следующей таблице показана частота -1 дБ для нагрузок 8 Ом и 4 Ом с диапазоном индуктивностей от 1 мкГн до 10 мкГн.

9044 9044 9044 9044 9044 162 кГц 7 µ44 9044 Таблица 32 кГц Спад Таблица 32 кГцИндуктивность и сопротивление нагрузки

Совершенно очевидно, что общая индуктивность до 10 мкГн будет вполне приемлемой для высочайшего качества воспроизведения любого громкоговорителя, который имеет благоприятный импеданс на верхнем конце звукового спектра, равный 4 или 8 Ом. Большинство акустических систем достаточно стабильны на высоких частотах, но, очевидно, есть исключения, и эти будут вызывать слышимые различия.


5.2 Моделирование отклика

Все эти результаты моделируются (а не измеряются), поскольку это самый быстрый способ достижения результатов, и моделирование очень хорошо согласуется с реальностью.Хотя есть и другие факторы, которые не принимаются во внимание (например, скин-эффект или «замачивание» изоляционного материала), они, как правило, считаются неслышными, и никогда не было представлено никаких доказательств того, что кто-либо может различить разницу в DBT. То, что между и различиями неоспоримо, их можно довольно легко измерить с помощью подходящего оборудования, но любые такие эффекты намного ниже минимального уровня шума и / или разрешения даже лучших усилителей и динамиков. В самом деле, атмосферные изменения вызовут на намного большие отклонения в сигнале, который вы слышите.


Рисунок 18 - Частотная характеристика кабеля № 3

Это выглядит ужасно, пока вы не заметите диапазон дБ. Общее изменение составляет от минимума 26,8 дБ при 20 кГц до пика 26,93 дБ при примерно 27 Гц (резонанс низкочастотного динамика и самый высокий импеданс, который представляет громкоговоритель). Общее отклонение 0,13 дБ. Уровень средней полосы составляет 26,826 дБ при 200 Гц.


Рисунок 19 - Частотная характеристика кабеля № 1

Зип-кабель выглядит лучше и стоит очень мало. Минимум 26.8 дБ на частоте 20 кГц, а максимальное значение составляет 26,93 дБ при резонансе низкочастотного динамика - опять же, общее отклонение составляет 0,13 дБ. Спад ВЧ между 10 кГц и 20 кГц составляет 0,1 дБ (вряд ли это печально - найдите такой хороший твитер!) Уровень средних частот составляет 28,84 дБ на частоте 200 Гц.


Рисунок 20 - Частотная характеристика кабеля № 2

Cable # 2 снова имеет 26,8 дБ при 20 кГц, пиковое значение составляет 26,93 дБ - общее отклонение составляет 0,13 дБ. Уровень средней полосы составляет 26,82 дБ на частоте 200 Гц.


Рисунок 21 - «Рисунок 8» Частотная характеристика

Последним (во всех отношениях) идет кабель Figure-8, но с эквивалентом, возможно, 14 калибра (американская нумерация), можно ожидать, что он будет менее чем впечатляющим.Минимальный уровень составляет 26,6 дБ при 20 кГц, а максимальный - около 26,91 дБ - общее отклонение 0,31 дБ. Уровень средней полосы составляет около 26,68 дБ на частоте 200 Гц.

Стоит отметить, что ни один из этих кабелей не работает с понижением на 1 дБ на уровне средней полосы на любой частоте вплоть до 20 кГц, и даже отведение, показанное на рис. 8, снижается всего на 1 дБ на частоте 50 кГц - это действительно редкий твитер, который будет хоть сколько-нибудь хорош. , независимо от цены.


Выводы

Итак, что вы получаете за свои деньги с акустическими кабелями премиум-класса? Совершенно очевидно, что один из этих кабелей дает очень мало улучшений по сравнению с другим - кабель с застежкой-молнией 12 калибра дешев и его легко превратить в провод динамика, кабель Джона немного дороже, и требуется изрядный объем работы, и кабель Goertz обойдется вам примерно в 200 долларов за пару на 4 метра (и, возможно, заставит ваш усилитель колебаться).Естественно, вы можете потратить намного больше (и при этом заставить усилитель колебаться), но я не вижу особого смысла.

Если вам становится легче иметь сексуально выглядящие кросс-соединенные коаксиальные провода, то я далеко не буду пытаться отказать вам в этом удовольствии, кроме того, это может быть весело (что гораздо важнее). Я все еще не могу рекомендовать кабель Goertz, так как его емкость слишком велика. Зобель это укрощает, но я бы все равно не стал его использовать, и уж точно не стал бы платить им за это цену!

В общем, стандартная сеть Zobel, состоящая из последовательно соединенных резистора 10 Ом и конденсатора 100 нФ, должна быть стандартной, подключенной к клеммам любого громкоговорителя.Большинству кабелей это не нужно, но вреда от этого нет. Хотя эти стандартные значения не соответствуют большинству основных или «экзотических» кабелей, это не проблема. Это было довольно ясно показано на приведенных выше графиках отклика - всегда есть аномалии, если кабель несовместим, но ни один из смоделированных кабелей не показал никаких признаков того, что они могут вызвать колебания любого усилителя, независимо от их фактического характеристического сопротивления.

В Интернете есть множество примеров завышенных цен на кабели (хотя некоторые из них намного дешевле других), претензий и ошибок.Это не для выделения какого-либо производителя - это просто для того, чтобы указать на то, что можно найти очень много примеров «высококачественных» кабелей с заявлениями, которые не могут быть подтверждены тестом прослушивания или моделированием DBT . Их так много, что их слишком много, чтобы упоминать их, но, за очень, очень немногими исключениями, никогда и не услышит разницы в правильно проведенном слепом тесте.

Решения, решения .... (а может и нет).


6.0 Список литературы
Онлайн-курс радио и электроники
Принципы линий передачи

Все симуляции проводились с использованием SIMetrix, а бесплатная демонстрационная версия доступна у SIMetrix в Великобритании.Это (ИМО) выдающийся симулятор, который регулярно дает результаты, которые могут быть перенесены непосредственно из симуляции в рабочую схему, без каких-либо изменений вообще.

Параметры кабеля

были взяты с веб-сайта Audioholics, и я благодарю Джина ДеллаСала за разрешение и поддержку этой статьи.

Смоделированный громкоговоритель основан на версии, опубликованной Джоном Ришем, и его самодельный кросс-соединенный коаксиальный кабель использовался для образца № 2 при моделировании.Для тех, кто желает поэкспериментировать с «экзотическими» конструкциями, опубликованные Джоном модели отличаются высокой производительностью и дешевизной в сборке, что, безусловно, является серьезным отклонением от предложений по цене 1000 долларов США за метр, которые, похоже, быстро распространяются на рынке. Конструкции Джона также гораздо реже вызывают нестабильность усилителя, чем многие коммерческие предложения!

Наконец, параметры кабеля №3 были получены с веб-сайта Alpha-Core.



Указатель статей
Основной индекс
Индуктивность 8 Ом -1 дБ 4 Ом -1 дБ
1 мкГн 647 кГц 325 кГц
2 мкГн 324 кГц 162 кГц
3 мкГн 82 кГц
5 мкГн 130 кГц 65 кГц
6 мкГн 108 кГц 54 кГц
54 кГц
8 мкГн 81 кГц 41 кГц
9 мкГн 72 кГц 36 кГц
10 мкГн 65 кГц
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2003. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница создана и авторские права © 04 мая 2003 г./ Опубликовано 17 октября 2003 г.


Калькулятор импеданса коаксиального кабеля

- все RF

Большинство коаксиальных радиочастотных кабелей имеют импеданс 50 или 75 Ом. Они считаются стандартизованными значениями импеданса для легко доступных кабелей. В некоторых случаях пользователям требуется настраиваемое значение импеданса. Этого можно добиться, регулируя внутренний и внешний диаметр коаксиального кабеля вместе с диэлектриком.

Примечание: Для работы этого калькулятора единицы диаметра внешнего и внутреннего проводника должны совпадать. Они всегда находятся в соотношении, поэтому они нейтрализуют друг друга.

Результат

  • Емкость на единицу длины (C)

    пФ

  • Индуктивность на единицу длины (L)

    нГн

  • Импеданс на единицу длины (Z)

    Ω24

  • Частота среза (f c )

    ГГц

Щелкните здесь, чтобы просмотреть изображение

Емкость коаксиального кабеля

Емкость коаксиального кабеля обусловлена ​​зазором между внутренним проводником и внешним экраном кабеля.Значение емкости зависит от расстояния между проводниками, диэлектрической проницаемости и импеданса кабеля. Эту емкость можно рассчитать по следующей формуле.


Где:

C = емкость в пФ / метр
εr = относительная проницаемость диэлектрика между внутренним и внешним проводниками
D = внешний диаметр
d = внутренний диаметр

Индуктивность коаксиального кабеля

Индуктивность коаксиального кабеля пропорциональна длине линии и не зависит от диэлектрической проницаемости материала между проводниками.Индуктор можно рассчитать по следующей формуле.

Где:

L = Индуктивность в мкГн / метр

D = Внешний диаметр

d = внутренний диаметр

Примечание: Значение μr в этом калькуляторе принято равным 1.

Расчет импеданса коаксиального кабеля

Импеданс коаксиального кабеля RF зависит от диэлектрической проницаемости кабеля и диаметра внутреннего и внешнего проводников.Импеданс можно рассчитать по следующей формуле.

Где:

Zo = характеристическое сопротивление в Ом

εr = относительная проницаемость диэлектрика

D = Внутренний диаметр внешнего проводника

d = Диаметр внутреннего проводника

Примечание: Единицы измерения внутреннего и внешнего диаметров проводника могут быть в любых единицах, поскольку они всегда находятся в соотношении, поэтому они компенсируют друг друга.

Частота среза коаксиального кабеля

Импеданс отсечки коаксиального кабеля зависит от относительной диэлектрической проницаемости среды, а также от внешнего и внутреннего диаметра проводников.Частоту среза можно рассчитать по следующей формуле.

Где:

εr = относительная проницаемость диэлектрика

D = Внутренний диаметр внешнего проводника

d = Диаметр внутреннего проводника

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj @ "[email protected]?r+.UH) / U (~ Q, \) T '׺ \)] lŭ> -,) / P -60 / V 1 >> эндобдж 6 0 obj > эндобдж 7 0 объект > / XObject> / ExtGState> >> эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > ручей %! FontType1-1.0: AEHMLA + MSTT31c65e 1 13 дикт начать / FontName / AEHMLA + MSTT31c65e def / FontType 1 def / FontBBox {-96-485 2659 1972} только для чтения def / FontMatrix [0.00049 0 0 0.00049 0 0] только для чтения по умолчанию / PaintType 0 def / FontInfo 12 dict dup begin / BaseFontName (MSTT31c65e) def конец определения / Кодирование 256 массива 0 1 255 {1 index exch /.notdef put} для dup 31 / G1F положить dup 32 / G20 положить dup 33 / G21 положить dup 34 / G22 положить dup 35 / G23 положить dup 36 / G24 положить dup 37 / G25 положить dup 38 / G26 положить dup 39 / G27 положить dup 40 / G28 поставить dup 41 / G29 положить dup 42 / G2A поставил dup 43 / G2B поставил dup 44 / G2C поставить dup 45 / G2D положить dup 46 / G2E поставить dup 47 / G2F положить dup 48 / G30 положить dup 49 / G31 положить dup 50 / G32 поставить dup 51 / G33 положить dup 52 / G34 поставить dup 53 / G35 поставил dup 54 / G36 поставил dup 55 / G37 поставил dup 56 / G38 положить dup 57 / G39 поставил dup 58 / G3A поставить dup 59 / G3B поставить dup 60 / G3C поставить dup 61 / G3D поставил dup 62 / G3E поставил dup 63 / G3F поставить dup 64 / G40 поставить dup 65 / G41 поставил dup 66 / G42 поставил dup 67 / G43 положить dup 68 / G44 положить dup 69 / G45 положить dup 70 / G46 поставить dup 71 / G47 поставил dup 72 / G48 поставил dup 73 / G49 положить dup 74 / G4A поставил dup 75 / G4B поставить dup 76 / G4C поставить dup 77 / G4D поставить dup 78 / G4E поставить dup 79 / G4F положить dup 80 / G50 поставить dup 81 / G51 поставил dup 82 / G52 поставил dup 83 / G53 положить dup 84 / G54 положить dup 85 / G55 поставить dup 86 / G56 поставить dup 87 / G57 поставил dup 88 / G58 поставить dup 89 / G59 положить dup 90 / G5A поставил dup 91 / G5B поставить dup 92 / G5C поставить dup 93 / G5D поставил dup 94 / G5E положить dup 95 / G5F поставить dup 96 / G60 поставить dup 97 / G61 положить dup 98 / G62 поставить dup 99 / G63 поставить dup 100 / G64 поставить dup 101 / G65 поставить dup 102 / G66 поставить dup 103 / G67 поставить dup 104 / G68 поставить dup 105 / G69 положить dup 106 / G6A поставить dup 107 / G6B поставить dup 108 / G6C поставить dup 109 / G6D поставил dup 110 / G6E поставить dup 111 / G6F поставить dup 112 / G70 поставить dup 113 / G71 положить dup 114 / G72 поставить dup 115 / G73 положить dup 116 / G74 поставить dup 117 / G75 поставить dup 118 / G76 поставил dup 119 / G77 положить dup 120 / G78 поставил dup 121 / G79 положить dup 122 / G7A поставил dup 123 / G7B поставить dup 124 / G7C поставить dup 125 / G7D поставил dup 126 / G7E поставить dup 127 / G7F поставить dup 128 / G80 поставить dup 129 / G81 поставить dup 130 / G82 поставить dup 131 / G83 поставить dup 132 / G84 поставить dup 133 / G85 поставить dup 134 / G86 поставил dup 135 / G87 поставил dup 136 / G88 поставить dup 137 / G89 поставил dup 138 / G8A поставил dup 139 / G8B поставил dup 140 / G8C поставить dup 141 / G8D поставил dup 142 / G8E поставил dup 143 / G8F поставить dup 144 / G90 поставить dup 145 / G91 поставить dup 146 / G92 поставил dup 147 / G93 поставить dup 148 / G94 поставить dup 149 / G95 поставил dup 150 / G96 поставил dup 151 / G97 поставить dup 152 / G98 поставил dup 153 / G99 поставить dup 154 ​​/ G9A поставил dup 155 / G9B поставить dup 156 / G9C поставить dup 157 / G9D поставил dup 158 / G9E поставил dup 159 / G9F поставил dup 160 / GA0 положить dup 161 / GA1 поставил dup 162 / GA2 поставил dup 163 / GA3 поставил dup 164 / GA4 поставил dup 165 / GA5 поставил dup 166 / GA6 поставил dup 167 / GA7 поставил dup 168 / GA8 поставил dup 169 / GA9 поставил dup 170 / GAA положить dup 171 / GAB положить dup 172 / GAC положить dup 173 / GAD поставил dup 174 / GAE положить dup 175 / GAF положить dup 176 / GB0 поставить dup 177 / GB1 поставить dup 178 / GB2 поставить dup 179 / GB3 поставил dup 180 / GB4 поставить dup 181 / GB5 поставил dup 182 / GB6 поставил dup 183 / GB7 поставил dup 184 / GB8 поставить dup 185 / GB9 поставить dup 186 / GBA поставить dup 187 / GBB положить dup 188 / GBC положить dup 189 / GBD положить dup 190 / GBE положить dup 191 / GBF положить dup 192 / GC0 поставить dup 193 / GC1 положить dup 194 / GC2 положить dup 195 / GC3 положить dup 196 / GC4 положить dup 197 / GC5 положить dup 198 / GC6 положить dup 199 / GC7 положить dup 200 / GC8 положить dup 201 / GC9 положить dup 202 / GCA положить dup 203 / GCB положить dup 204 / GCC положить dup 205 / GCD поставить dup 206 / GCE положить dup 207 / GCF положить dup 208 / GD0 поставить dup 209 / GD1 положить dup 210 / GD2 поставить dup 211 / GD3 поставить dup 212 / GD4 поставил dup 213 / GD5 поставить dup 214 / GD6 поставить dup 215 / GD7 поставить dup 216 / GD8 поставил dup 217 / GD9 поставил dup 218 / GDA поставил dup 219 / GDB положить dup 220 / GDC поставить dup 221 / GDD положить dup 222 / GDE поставил dup 223 / GDF положить dup 224 / GE0 положить dup 225 / GE1 положить dup 226 / GE2 положить dup 227 / GE3 положить dup 228 / GE4 положить dup 229 / GE5 положить dup 230 / GE6 положить dup 231 / GE7 положить dup 232 / GE8 положить dup 233 / GE9 положить dup 234 / GEA положить dup 235 / GEB положить dup 236 / GEC положить dup 237 / GED положить dup 238 / GEE положить dup 239 / GEF положить dup 240 / GF0 поставил dup 241 / GF1 поставил dup 242 / GF2 поставил dup 243 / GF3 поставил dup 244 / GF4 поставил dup 245 / GF5 поставил dup 246 / GF6 поставил dup 247 / GF7 поставил dup 248 / GF8 поставил dup 249 / GF9 поставил dup 250 / GFA положить dup 251 / GFB положить dup 252 / GFC положить dup 253 / GFD положить dup 254 / GFE положить dup 255 / GFF положить только для чтения def конец текущего дикта текущий файл eexec M ## sjbD> Y5ALS & 4gsW "wmF1 QHPH"

CAT 5, cat 5e, cat6, cat6a, cat7, cat8 Стандарты кабелей

Стандарты кабелей категорий 5, 5e, 6, 6a и 7


Кабель категории 5

Кабель

категории 5 (CAT5) - это многопарный (обычно 4 пары) высокопроизводительный кабель, состоящий из проводников витой пары и используемый в основном для передачи данных.Базовый кабель CAT5 был разработан для характеристик до 100 МГц. Кабель CAT5 обычно используется для сетей Ethernet со скоростью 10 или 100 Мбит / с.

Кабель категории 5e

Кабель

категории 5e (CAT5e), также известный как расширенная категория 5, предназначен для поддержки полнодуплексных операций Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Основные различия между CAT5 и CAT5e можно найти в технических характеристиках. В новом стандарте требования к производительности были немного повышены (см. Сравнительную таблицу ниже).

CAT5e имеет более строгие спецификации для перекрестных помех равного уровня на дальнем конце (PS-ELFEXT), перекрестных помех на ближнем конце (NEXT), затухания и возвратных потерь (RL), чем для CAT5. Как и CAT5, CAT5e является стандартом с полосой пропускания 100 МГц, но он обладает большей пропускной способностью, чем CAT5. Кабель CAT5 обычно используется для сетей Ethernet со скоростью 100 Мбит / с или 1 Гбит / с. Используйте кабельный массив Cablek GigaBase 350 CAT5e, 350 МГц, высокопроизводительный, проверенный ETL.

Простой способ отличить патч-кабель Cat5e от Cat6

Cat6 Cat5e

Кабель категории 6

Кабель

категории 6 (CAT6) обеспечивает более высокие характеристики, чем CAT5e, и имеет более строгие требования к перекрестным помехам и системным шумам.

Качество передачи данных зависит от производительности компонентов канала. Для передачи в соответствии со спецификациями CAT6 разъемы, соединительные кабели, коммутационные панели, кросс-соединения и кабели должны соответствовать стандартам CAT6. Компоненты CAT6 тестируются индивидуально, и они также тестируются вместе на производительность. Кроме того, стандарт требует общей производительности системы, чтобы в канале можно было использовать компоненты CAT6 от любого поставщика.

Все компоненты CAT6 должны быть обратно совместимы с CAT5e, CAT5 и CAT3.Если компоненты другой категории используются с компонентами CAT6, тогда канал достигнет характеристик передачи более низкой категории. Например, если кабель CAT6 используется с гнездами CAT5e, канал будет работать на уровне CAT5e. Используйте надежный высокопроизводительный кабель DATAGAIN категории 6+ от компании Cablek, проверенный по протоколу ETL.

Кабель расширенной категории 6 (CAT6a)


CAT6a - это предложение 10-гигабитного Ethernet по медному кабелю в соответствии со стандартом CAT6. IEEE опубликовал проект стандарта (Std 802.3an) в октябре 2004 г. Проект предусматривает передачу данных со скоростью 10 Гбит / с по 4-парному медному кабелю типа «витая пара» на расстояние 100 метров по медным кабелям класса F или класса E. Проект расширяет электрические характеристики CAT6 с 250 МГц до 500 МГц. Он также предлагает новое измерение: Power-Sum Alien Crosstalk до 500 МГц. Чужеродные перекрестные помехи - это связанный сигнал в паре с нарушениями, возникающий из сигнала в соседнем кабеле.

TIA работает над завершением новой спецификации, которая определит улучшенные стандарты производительности для систем неэкранированной витой пары.Проект спецификации ANSI / TIA / EIA-568-B.2-10 определяет кабельные системы, называемые «расширенной категорией 6» или, чаще, «категорией 6а», которые работают на частотах до 500 МГц и будут обеспечивать скорость до 10 Гбит / с. пропускная способность. В новой спецификации есть ограничения на посторонние перекрестные помехи в кабельных системах.

Расширенная категория 6 определяет кабель, работающий на минимальной частоте 500 МГц, как для экранированных, так и для неэкранированных. Он может поддерживать будущие приложения со скоростью 10 Гбит / с на максимальном расстоянии до 100 метров по каналу с 4 разъемами.
На сетевом рынке продолжается движение к ратификации кабельной системы с расширенными возможностями категории 6, но без установленных жестких стандартов настало время подождать и посмотреть. Несмотря на то, что ряд компаний анонсировали продукты Cat6A, ясно, что они основаны исключительно на проприетарных системах с большой надеждой. Основной движущей силой Cat6A является желание поддерживать 10 Гбит / с для рабочего стола на стандартных 100 м. Хотя текущий стандарт Cat6 поддерживает расстояние до 55 м, это не подходит для большинства организаций.

Категория 7 / класс F

Категория 7 / класс F (ISO / IEC 11801: 2002) определяет частотный диапазон 1600 МГц на 100 метров полностью экранированной витой пары. Он включает в себя четыре индивидуально экранированных пары внутри общего экрана, называемых экранированной / фольгированной витой парой (S / FTP) или фольгированной / фольгированной витой парой (F / FTP). Ожидается рассмотрение класса Fa, основанного на использовании кабеля S / FTP до 1000 МГц. Он может поддерживать передачи 10GBASE-T.

Для обоих типов кабелей каждая витая пара заключена в фольгу. В кабеле S / FTP все четыре пары заключены в общую металлическую оплетку. В F / FTP четыре пары заключены в фольгу.

Кабель

категории 7 / класса F может иметь две конструкции интерфейса, как указано в IEC 6063-7-7 и IEC 61076-3-104. Один из них - это разъем GG-45, совместимый с RJ-45. Другой - более распространенный разъем TERA, выпущенный в 1999 году.

Категория 7 / класс F обратно совместима с традиционными кабелями CAT6 и CAT5, но имеет гораздо более строгие требования к перекрестным помехам и системным шумам.Полностью экранированный кабель практически исключает перекрестные помехи между парами. Кроме того, кабель является шумоустойчивым, что делает системы категории 7 / класса F идеальными для областей с высоким уровнем электромагнитных помех, таких как промышленные и медицинские объекты визуализации. Кабель категории 7 / класса F также может повысить безопасность, предотвращая передачу сигналов данных от кабеля в близлежащие области.

9044 550)
Категория Стандартная полоса пропускания Макс.скорость передачи данных Экранирование
Cat5e 100 МГц (до 350) 1000 Мбит / с UTP или STP 1000 Мбит / с UTP или STP
Cat6A 500 МГц (до 550) 10 Гбит / с UTP или STP
Cat7 600 GHz только 9044 9044 9 9044 9044 9044 9 9044 9044 Cat8 2000 МГц 25 Гбит / с или 40 Гбит / с Только экранированный

Сравнение кабелей категорий 5, 5e, 6 и 7

CAT5

CAT5e

CAT6

CAT6a

CAT7 (предложено)

Частота

100 МГц

100 МГц

250 МГц

500 МГц

600 МГц

Затухание (мин.при 100 МГц)

22 дБ

22 дБ

19,8 дБ

20,8 дБ

Характеристическое сопротивление

100 Ом = 15%

100 Ом = 15%

100 Ом = 15%

100 Ом = 15%

СЛЕДУЮЩИЙ (мин.при 100 МГц)

32,3 дБ

35,3 дБ

44,3 дБ

27,9 дБ

62,1 дБ

PS-NEXT (мин. При 100 МГц)

NA

32,3 дБ

42,3 дБ

59.1 дБ

EL-FEXT (мин. При 100 МГц)

NA

23,8 дБ

27,8 дБ

9,3 дБ

(не указано)

PS-ELFEXT (мин. При 100 МГц)

NA

20,8 дБ

24,8 дБ

(не указано)

PS-ANEXT (мин.при 500 МГц)

49,5 дБ

-

PS-AELFEXT (мин. При 500 МГц)

16 дБ

20,1 дБ

20,1 дБ

23,0 дБ

14.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *