Thực đơn
trang chủYandex

Bài học về mạch điện - đường dây truyền tải. Câu đố năm mươi ohms, hay “bạn đã đạt được thỏa thuận chưa?

Thuật ngữ "Điện môi" áp dụng cho bất kỳ vật liệu nào không phải là chất dẫn điện: chất cách điện. Không khí khô ở mực nước biển có hằng số điện môi bằng 1, tất cả các vật liệu cách điện khác có hằng số điện môi lớn hơn 1. Cáp sử dụng vật liệu cách điện bằng nhựa vinyl hoặc xốp đặc cách điện ở dạng đặc hoặc Teflon cắt xoắn ốc, như trong thiết kế hiện đại cáp, có thể có hằng số điện môi lên tới giá trị cao hơn vài lần hằng số điện môi của không khí khô ở mực nước biển. Nitơ khô, một loại khí trơ được lọc qua "chất hút ẩm" để loại bỏ hoàn toàn độ ẩm, được bảo quản ở áp suất cao hơn áp suất không khí mực nước biển một chút, được sử dụng rộng rãi trong các loại cáp rắn kín để đảm bảo rằng những thay đổi về áp suất khí quyển và độ ẩm tương đối không gây ra thay đổi cáp sức chống cự.

Khi làm việc với năng lượng cao và trong khu vực nhiều hơn nữa tần số cao cáp có đường kính lớn hơn được sử dụng, có ít tổn thất hơnở những độ dài nhất định. Suy hao cáp thường được đo bằng decibel, dB, trên 100 feet trong các ứng dụng di động mặt đất phổ biến nhất. dải tần số. Cáp mềm được sản xuất theo tiêu chuẩn RG-58 và RG-59 lâu đời đã được thay thế trong hầu hết, nếu không phải tất cả, các hệ thống thương mại bằng dây dẫn bọc bạc, vỏ kép và vật liệu cách điện Teflon hoặc các loại chất điện môi xốp đặc biệt để giảm thiểu điện áp. tổn thất và cải thiện đáng kể cáp về mặt vỏ bọc bảo vệ. Cáp dẫn rắn bán dẻo hoặc cáp dẫn rắn cứng sử dụng vật liệu cách điện bằng gốm hoặc cấu trúc đỡ Teflon xoắn ốc định tâm bên trong có lớp bịt kín nitơ khô dọc theo chúng để giảm tổn hao. Những loại cáp này được sử dụng trong các ứng dụng có công suất cao hơn và tần số cao hơn.

Hầu hết các hệ thống phân phối CATV và CCTV đã được tiêu chuẩn hóa ở mức 72 Ω từ nhiều năm trước và trở kháng hệ thống này vẫn tiếp tục được sử dụng cho đến ngày nay trong ngành. Khi có yêu cầu hệ thống đặc biệt, chẳng hạn như khi sử dụng cáp làm bộ chuyển đổi tuyến tính, có thể sử dụng 75 Ω, 93 Ω và các loại cáp điện trở đặc biệt khác. Những loại này có sẵn từ một số nhà sản xuất cáp. Khi thiết kế mạng cáp, chiều dài đặc trưng của các loại cáp này được sử dụng sao cho điện trở của phần phù hợp với các thiết bị và mạch điện mà lẽ ra chúng không thể phù hợp.

Kết hợp trở kháng thực tế

Người ta thường giả định rằng trong một hệ thống trong đó tất cả các phần tử có điện trở 50 Ω, có thể sử dụng bất kỳ chiều dài cáp 50 ohm nào và sẽ mang lại kết quả "khớp hoàn hảo". Điều này chỉ đúng khi tất cả các phần tử của hệ thống có điện trở thuầnĐặc tính 50 Ω, không thể hiện điện kháng cảm ứng hay điện dung.

VUI LÒNG đọc lại chương trước

Trong các ứng dụng thực tế của thiết bị RF, sự hiện diện của các hiệu ứng cảm ứng hoặc điện dung tương đối nhỏ có thể dẫn đến giảm hiệu suất tổng thể khi hai hoặc nhiều thiết bị được kết nối bằng cáp. Để phù hợp với các dây cáp, thành phần phản kháng phải được tính toán để đạt được hiệu suất cao nhất có thể. Để hiểu đầy đủ ý nghĩa của nó, chúng ta hãy xem xét bản chất của bộ khuếch đại trước khi giải quyết vấn đề trở kháng đường truyền và ăng-ten.

Giải phẫu của bộ dao động chính

Hầu hết việc tạo tần số hiện đại được thực hiện thông qua tổng hợp điện tử. Tính linh hoạt và dễ dàng mà các máy phát và máy thu đa kênh ngày nay được lập trình và vận hành có thể thực hiện được nhờ công nghệ hiện đại bộ tổng hợp "cơ thể cường tráng".

Các khía cạnh thiết kế của bộ tổng hợp là một câu hỏi đối với chính họ. Bộ tạo dao động chủ hiện đại dựa trên thân máy chắc chắn sẽ mang lại độ ổn định cao kênh tần số, như được lập trình, ở mức năng lượng thấp, sử dụng tổng hợp tần số phức tạp để đặt chính xác tần số kênh cần thiết. Người ta thường áp dụng điều chế sóng mang chọn lọc như một phần của chức năng tổng hợp. Là kết quả của các giai đoạn liên tiếp, tín hiệu này được khuếch đại đến mức công suất có thể chấp nhận được đối với bộ khuếch đại công suất (PA). WM này. có thể có hai hoặc nhiều giai đoạn để tạo ra mức công suất đầu ra cần thiết.

Trong bộ tạo dao động chính, các điện trở giữa các tầng khác nhau được xác định tùy theo lựa chọn của người thiết kế và tính sẵn có của các thành phần mạng đang hoạt động. Thực tế phổ biến là thiết kế trở kháng đầu ra của bộ tạo dao động chính là 50Ω ở một số mức công suất nhất định, chẳng hạn như 3,5 hoặc 10 watt. Hơn nữa, nhiều hình thức hoặc loại hình U.M. rất có thể được sử dụng với giả định rằng trở kháng đầu vào của bộ khuếch đại sẽ giống với đầu ra của bộ khuếch đại giống như điện trở do “tải” tạo ra. Điều quan trọng là phải duy trì sự phối hợp trở kháng thích hợp vì bộ tạo dao động chính thực sự là một máy phát công suất thấp. Nó sẽ truyền năng lượng đến đầu vào của U.M. chỉ hiệu quả nhất khi trở kháng đầu ra của nó phù hợp với trở kháng đầu vào của U.M.

Các tình huống thường xảy ra khi bộ tạo dao động chính, có thể cung cấp năng lượng cần thiết cho U.M., bị lỗi và tạo ra tần số đầu ra sai hoặc ngừng hoạt động khi trở kháng đầu vào của U.M. khác biệt đáng kể so với năm mươi ohm hoặc khi giữa đầu ra của bộ tạo dao động chính và đầu vào của U.M. đã sử dụng cáp không khớp. Khi bộ tạo dao động chính được chuẩn hóa thành công suất đầu ra 5 watt và sử dụng đầu ra loại "B" hoặc "C" cùng với điều chỉnh "mức đầu ra" trong một số giai đoạn trước đó, thường thì điện trở hiệu dụng có thể thay đổi tùy theo phạm vi rộng, bởi vì Công suất ra bộ dao động chính thay đổi trong tùy chỉnh có sẵn dãy công suất.

Thực tế này thường được nhiều chuyên gia quan sát, với giả định sai lầm rằng trở kháng đầu ra của bộ tạo dao động chính là không đổi, bất kể công suất được tạo ra.

Bộ khuếch đại trạng thái rắn điển hình.

Trong nhiều năm, các bộ khuếch đại thể rắn chỉ dựa trên công nghệ bóng bán dẫn điện, nhưng ngành công nghiệp hiện nay ngày càng sản xuất và sử dụng các thiết bị khuếch đại Power FET. Tuy nhiên, chúng ta có thể hy vọng rằng việc sử dụng bộ khuếch đại với bóng bán dẫn công suất lưỡng cực sẽ tiếp tục trong vài năm nữa vì hầu hết các thiết bị có thành phần như vậy đều được thiết kế cho làm việc trực tiếp từ 12,6 (danh nghĩa) nguồn điện di động (VDC), trong khi các thiết bị FET hoạt động ở mức công suất 25 watt trở lên thường yêu cầu điện áp hoạt động cao hơn, làm phức tạp các yêu cầu về nguồn điện, đặc biệt là trong các ứng dụng giao thông.

Tần số vô tuyến bóng bán dẫn mạnh mẽ Hóa ra, bao gồm các thiết bị tạo ra công suất từ ​​dưới 1 watt đến 60 watt trở lên và các thiết bị FET đã có khả năng hoạt động với công suất đầu ra lên tới 250 watt. Truyền thống ở bộ khuếch đại bóng bán dẫn Công suất là việc sử dụng một tầng duy nhất với khả năng khuếch đại công suất đủ để điều khiển hai hoặc bốn thiết bị chạy bằng điện "đẩy-kéo, song song". ngăn laiđược kết nối với đầu vào của chúng và kết hợp lại đầu ra bằng các thiết bị lai.

Trở kháng- đây là trở kháng danh nghĩa ở đầu vào tai nghe. Thuật ngữ trở kháng được mượn từ từ trở kháng, được dịch là trở kháng. Thường được sử dụng như một từ đồng nghĩa với trở kháng của tai nghe. Trở kháng là sự kết hợp của các thành phần điện trở và thành phần phản kháng, dẫn đến mức độ điện trở tùy thuộc vào tần số. Trong hầu hết các trường hợp, có thể quan sát thấy sự cộng hưởng tần số thấp cho tai nghe động trong biểu đồ.


Bạn cần chọn tai nghe dựa trên điện trở phù hợp với công nghệ mà bạn sẽ sử dụng những chiếc tai nghe này. Để sử dụng với thiết bị di động, bạn nên chọn tai nghe có trở kháng thấp hơn và đối với thiết bị cố định thì nên chọn tai nghe có trở kháng cao hơn. Bộ khuếch đại thiết bị cầm tay Mức điện áp đầu ra bị giới hạn nghiêm ngặt, nhưng theo quy định, mức hiện tại không bị giới hạn nghiêm ngặt. Vì vậy, chỉ có thể đạt được công suất tối đa có thể cho thiết bị di động với tai nghe có trở kháng thấp. Theo quy định, trong thiết bị cố định, giới hạn điện áp không quá thấp và có thể sử dụng tai nghe có trở kháng cao để có đủ nguồn điện. Tai nghe có trở kháng cao là tải thuận lợi hơn cho bộ khuếch đại và nhờ đó, bộ khuếch đại hoạt động với ít biến dạng hơn. Tai nghe có trở kháng thấp được coi là tai nghe có trở kháng lên tới 100 ohm. Đối với thiết bị di động, nên sử dụng tai nghe có trở kháng từ 16 đến 32 ohm, tối đa 50 ohm. Tuy nhiên, nếu tai nghe độ nhạy cao, thì bạn có thể sử dụng nhiều lực cản hơn.


Âm lượng của tai nghe phụ thuộc chủ yếu vào độ nhạy của tai nghe và điện trở quyết định mức công suất mà bộ khuếch đại có thể cung cấp. Ví dụ: tai nghe A và B có cùng độ nhạy - 110 dB/mW (độ nhạy được biểu thị liên quan đến mW). Đầu phát di động phát triển không quá 1 V ở đầu ra. Tai nghe A có điện trở 16 Ohms, tai nghe B có điện trở 150 Ohms. Đối với tai nghe A, đầu phát sẽ tạo ra 62 mW và đối với tai nghe B chỉ là 7 mW. Theo đó, để có được âm lượng tương tự trên tai nghe B, bạn cần cung cấp cùng mức 62 mW, có thể ở mức 3 V, nhưng trong ví dụ của chúng tôi, đầu phát chỉ có thể xuất ra 1 V. Tuy nhiên, cần xem xét độ nhạy có thể được biểu thị không phải bằng công suất mà bằng điện áp. Nếu độ nhạy được chỉ định cho cả hai tai nghe, chẳng hạn như 100 dB/V (độ nhạy được biểu thị liên quan đến TRONG), thì bất kể điện trở như thế nào, chúng sẽ phát âm lượng lớn như nhau (nếu bộ khuếch đại có trở kháng đầu ra gần bằng 0).


Sử dụng đường cong Rz, bạn cũng có thể phát hiện các khuyết tật và khuyết tật nếu đường cong chứa cộng hưởng mạnh trong dải tần số hẹp.

iFi iEMatch

Giao hàng trong 6-8 ngày

4 485 .-

Thêm vào giỏ hàng

Để yêu thích

So sánh

Shure SE215-CL

Sản phẩm có sẵn tại cửa hàng trực tuyến

7 990 .-

Thêm vào giỏ hàng

Để yêu thích

So sánh

Sự phụ thuộc của đáp ứng tần số và SPL vào trở kháng tai nghe

Đáp ứng tần số của tai nghe phụ thuộc vào đường cong Rz và trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại. Trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại càng cao thì đáp ứng tần số của tai nghe càng thay đổi theo đường cong Rz. Trong ví dụ, tai nghe có độ nhạy 110 dB/V, điện trở 20 Ohms, giá trị cực đại trên đồ thị Rz cho 60 Hz là 60 Ohms.

Khi kết nối với bộ khuếch đại có trở kháng đầu ra khác nhau, bạn có thể thấy đáp ứng tần số thay đổi như thế nào. Bạn có thể thấy rằng khi bạn kết nối tai nghe với bộ khuếch đại có trở kháng đầu ra là 300 Ohms, tần số đáp ứng ở 60 Hz sẽ thay đổi thành 7 dB.


Đáp ứng tần số được thể hiện trong ở các cấp độ khác nhau, phù hợp với cách SPL sẽ thay đổi khi kết nối tai nghe có trở kháng thấp với bộ khuếch đại có trở kháng đầu ra nhất định. Khi kết nối tai nghe với bộ khuếch đại có trở kháng đầu ra 300 Ohms, mức SPL sẽ thấp hơn 25 dB. TRONG trong trường hợp nàyở đầu ra của bộ khuếch đại, mức tín hiệu được đặt thành 1 V rms khi không tải (hoặc tải trên 1000 Ohms). Do đó, tai nghe có trở kháng thấp phát ra êm hơn so với tai nghe có trở kháng cao có cùng độ nhạy điện áp được kết nối với bộ khuếch đại có trở kháng đầu ra trở kháng cao ở cùng một vị trí điều khiển âm lượng.


Sự phụ thuộc của độ giảm biên độ tính bằng dB tùy thuộc vào tỷ lệ điện trở trong của bộ khuếch đại và tải Rz ở một tần số cụ thể có thể được đánh giá trong biểu đồ bên dưới.

Bạn có thể thấy rằng, ví dụ, nếu một bộ khuếch đại có điện trở trong là 50 Ohms và khi không tải, nó tạo ra một mức tín hiệu nhất định, thì khi kết nối tai nghe có điện trở 25 Ohms, chúng ta thu được tỷ lệ điện trở của bộ khuếch đại so với tải. bằng 2 và độ giảm biên độ tính theo dB sẽ bằng khoảng 10 dB. Nếu tai nghe có điện trở 50 Ohms thì tỷ lệ là 1 và độ giảm biên độ đã là 6 dB, còn nếu tai nghe có điện trở 100 Ohms thì tỷ lệ là 0,5 và độ giảm biên độ là 4 dB.


Tuy nhiên, điều thú vị hơn là đồ thị Rz sẽ ảnh hưởng đến đáp ứng tần số cuối cùng mà không tính đến SPL như thế nào. Hãy xem xét một ví dụ nhỏ.

Hãy để chúng tôi lưu ý tối đa và giá trị tối thiểu trên đồ thị Rz. Chúng tôi nhận được tối đa 150 Ohms và tối thiểu 40 Ohms. Hãy lấy điện trở trong của bộ khuếch đại là 60 Ohms. Chúng ta nhận được hai tỷ lệ điện trở, bộ khuếch đại bên trong đến Rz, đó là 60/150=0,4 và 60/40=1,5.

Chúng tôi nhận được sự giao thoa của 3 và 8 dB. Sự khác biệt của chúng sẽ là 5 dB.

Bây giờ đối với trường hợp này, chênh lệch giữa mức tối thiểu và tối đa sẽ là 5 dB. Tương tự, bạn có thể tính toán các giá trị khác của điện trở đầu ra. Đối với 0 Ohms, chúng tôi nhận được 0 dB, đối với 25 Ohms, chúng tôi nhận được 3 dB, đối với 100 Ohms - 6,5 dB và đối với 300 Ohms - 9 dB.

Trước khi bắt đầu đọc bài viết, hãy thử nghĩ về câu hỏi: dòng điện có chạy không nếu bạn nối một sợi dây rất dài với pin (hơn 300 nghìn km, chất siêu dẫn), nếu hai đầu đối diện của dây không được kết nối ở đâu? Có bao nhiêu Ampe?

Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ hiểu ý nghĩa của lực cản sóng. Qua bài giảng lý thuyết sóng, tôi chỉ biết được rằng lực cản của sóng là lực cản của sóng. Hầu hết các học sinh dường như đều hiểu chính xác điều tương tự. Đó là, không có gì.

Bài viết này là một bản dịch rất lỏng lẻo của cuốn sách này: Bài học về mạch điện
Bài viết liên quan: Trên Habré: Có liên lạc nhưng không có tín hiệu
Thùng rác trên Wikipedia: Hàng dài

cáp 50 ôm à?

Khi bắt đầu đam mê điện tử, tôi thường nghe đến trở kháng đặc tính của cáp đồng trục 50Ω. Cáp đồng trục là hai dây. Dây trung tâm, chất cách điện, dây bện, chất cách điện. Bím tóc bao phủ hoàn toàn dây dẫn trung tâm. Dây này dùng để truyền tín hiệu yếu và dây bện bảo vệ tín hiệu khỏi bị nhiễu.

Tôi đã bối rối trước dòng chữ này - 50 Ω. Làm thế nào hai dây dẫn cách điện có điện trở lẫn nhau là 50 Ω? Tôi đo điện trở giữa các dây và thấy, đúng như dự đoán, một mạch hở. Điện trở của cáp từ bên này sang bên kia bằng không. Cho dù tôi có kết nối ohmmeter như thế nào, tôi cũng không thể có được điện trở 50 ohm.

Điều mà lúc đó tôi không hiểu là dây cáp phản ứng thế nào với các xung điện. Tất nhiên, ôm kế hoạt động với dòng điện một chiều và cho thấy các dây dẫn không được kết nối với nhau. Tuy nhiên, dây cáp, do ảnh hưởng của điện dung và điện cảm phân bố dọc theo toàn bộ chiều dài của nó, hoạt động như một điện trở. Và cũng giống như điện trở thông thường, cường độ dòng điện tỉ lệ với điện áp. Những gì chúng ta thấy như một cặp dây dẫn là một phần tử mạch quan trọng khi có tín hiệu tần số cao.

Trong bài viết này bạn sẽ tìm hiểu đường dây liên lạc là gì. Nhiều hiệu ứng dòng không xảy ra khi hoạt động với dòng điện một chiều hoặc ở tần số dòng 50 Hz. Tuy nhiên, trong mạch tần số cao những tác động này là khá đáng kể. Ứng dụng thực tế của đường truyền - trong thông tin vô tuyến, trong mạng máy tính, và trong mạch tần số thấpđể bảo vệ chống lại sự tăng điện áp hoặc sét đánh.

Dây điện và tốc độ ánh sáng

Hãy xem xét sơ đồ sau. Mạch đóng - đèn sáng. Mạch hở - đèn tắt. Thực tế, đèn không sáng ngay lập tức. Ít nhất thì cô ấy cũng cần được sưởi ấm. Nhưng đây không phải là điều tôi muốn tập trung vào. Mặc dù các electron chuyển động rất chậm nhưng chúng tương tác với nhau nhanh hơn nhiều – ở tốc độ ánh sáng.

Điều gì sẽ xảy ra nếu chiều dài của dây là 300 nghìn km? Vì điện được truyền ở tốc độ hữu hạn nên dây rất dài sẽ gây ra độ trễ.


Bỏ qua thời gian làm nóng đèn và điện trở của các dây dẫn, sau khi bật công tắc đèn sẽ sáng khoảng 1 giây. Mặc dù việc xây dựng các đường dây điện siêu dẫn có chiều dài này sẽ đặt ra những vấn đề thực tế to lớn, nhưng về mặt lý thuyết là có thể thực hiện được, vì vậy thí nghiệm tưởng tượng của chúng tôi là khả thi. Khi tắt công tắc, đèn sẽ tiếp tục nhận điện thêm 1 giây nữa.
Một cách để tưởng tượng chuyển động của các electron trong dây dẫn là những toa tàu. Bản thân những chiếc xe di chuyển chậm, chỉ mới bắt đầu di chuyển và sóng ly hợp được truyền nhanh hơn nhiều.

Một sự tương tự khác, có lẽ thích hợp hơn, là sóng trong nước. Vật bắt đầu chuyển động theo phương ngang trên bề mặt. Một làn sóng sẽ được tạo ra do sự tương tác của các phân tử nước. Sóng sẽ di chuyển nhanh hơn nhiều so với chuyển động của các phân tử nước.

Các electron tương tác với tốc độ ánh sáng, nhưng chuyển động chậm hơn nhiều, giống như phân tử nước trong hình trên. Với mạch rất dài, độ trễ sẽ trở nên đáng chú ý giữa việc nhấn công tắc và bật đèn.

Trở kháng đặc tính

Giả sử chúng ta có hai dây dẫn song song có chiều dài vô hạn, không có bóng đèn ở cuối. Dòng điện có chạy khi công tắc đóng không?


Mặc dù dây dẫn của chúng ta là chất siêu dẫn nhưng chúng ta không thể bỏ qua điện dung giữa các dây:

Hãy kết nối nguồn điện với dây. Dòng điện nạp của tụ điện được xác định theo công thức: I = C(de/dt). Theo đó, điện áp tăng tức thời sẽ tạo ra dòng điện vô hạn.
Tuy nhiên, dòng điện không thể vô hạn vì có điện cảm dọc theo dây dẫn, điều này hạn chế sự tăng trưởng của dòng điện. Điện áp rơi trong cuộn cảm tuân theo công thức: E = L(dI/dt). Sự sụt giảm điện áp này giới hạn dòng điện tối đa.




Vì các electron tương tác với tốc độ ánh sáng nên sóng sẽ truyền đi với tốc độ tương tự. Do đó, sự gia tăng dòng điện trong cuộn cảm và quá trình sạc tụ điện sẽ như sau:







Do những tương tác này, dòng điện qua pin sẽ bị hạn chế. Vì dây dẫn dài vô tận nên điện dung phân bố sẽ không bao giờ tích điện và độ tự cảm sẽ không cho phép dòng điện tăng vô tận. Nói cách khác, dây sẽ hoạt động như một tải không đổi.
Đường truyền hoạt động như một tải không đổi, giống như một điện trở. Đối với nguồn điện, không có sự khác biệt về nơi dòng điện chạy: vào điện trở hoặc vào đường dây truyền tải. Trở kháng (điện trở) của đường dây này được gọi là trở kháng đặc tính và nó chỉ được xác định bởi hình dạng của dây dẫn. Đối với các dây cách điện song song, trở kháng đặc tính được tính như sau:


Đối với dây đồng trục, công thức tính trở kháng sóng hơi khác một chút:

Nếu vật liệu cách điện không phải là chân không thì tốc độ truyền sóng sẽ là tốc độ ít hơn Sveta. Thái độ tốc độ thực với tốc độ ánh sáng được gọi là hệ số rút ngắn.
Hệ số rút ngắn chỉ phụ thuộc vào tính chất của chất cách điện và được tính theo công thức sau:


Trở kháng đặc tính còn được gọi là trở kháng đặc tính.
Công thức cho thấy trở kháng đặc tính tăng khi khoảng cách giữa các dây dẫn tăng. Nếu các dây dẫn được đặt ra xa nhau, điện dung của chúng trở nên nhỏ hơn và độ tự cảm phân bố tăng lên (hiệu ứng trung hòa hai dòng điện ngược chiều sẽ ít hơn). Điện dung ít hơn, độ tự cảm cao hơn => dòng điện ít hơn => điện trở lớn hơn. Và ngược lại, đưa các dây dẫn lại gần nhau sẽ có điện dung cao hơn và độ tự cảm thấp hơn => hiện tại hơn=> lực cản sóng nhỏ hơn.
Loại trừ ảnh hưởng của dòng điện rò rỉ qua chất điện môi, trở kháng đặc tính tuân theo công thức sau:

Đường truyền có chiều dài hữu hạn

Các dòng có độ dài vô hạn là một sự trừu tượng thú vị, nhưng chúng không thể thực hiện được. Tất cả các dòng có độ dài hữu hạn. Nếu đoạn cáp RG-58/U 50 ohm mà tôi đo bằng ohm kế vài năm trước có chiều dài vô hạn thì tôi đã ghi được điện trở 50 ohm giữa dây bên trong và dây bên ngoài. Nhưng đường này không phải là vô hạn và nó được đo là hở, có điện trở vô hạn.

Tuy nhiên, trở kháng đặc tính cũng rất quan trọng khi làm việc với dây có chiều dài hạn chế. Nếu đặt một điện áp nhất thời vào đường dây thì sẽ có dòng điện chạy qua bằng tỷ lệ trở kháng điện áp so với sóng. Đó chỉ là định luật Ohm. Nhưng nó sẽ không hoạt động vô thời hạn mà trong một thời gian giới hạn.

Nếu có điểm đứt ở cuối đường dây thì dòng điện sẽ dừng tại điểm đó. Và việc dòng điện dừng đột ngột này sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ đường dây. Hãy tưởng tượng một đoàn tàu đang đi xuống đường ray với các khớp nối bị lỏng. Nếu nó đâm vào tường, nó sẽ không dừng lại ngay lập tức: đầu tiên là chiếc xe thứ nhất, sau đó là chiếc xe thứ hai, v.v.

Tín hiệu truyền từ nguồn được gọi là sóng tới. Sự truyền tín hiệu từ tải trở lại nguồn được gọi là sóng phản xạ.

Khi đống electron ở cuối đường dây truyền trở lại pin, dòng điện trong đường dây sẽ dừng lại và nó hoạt động giống như một mạch hở thông thường. Tất cả điều này xảy ra rất nhanh đối với các đường dây có độ dài hợp lý, do đó ôm kế không có thời gian để đo điện trở. Nó không có thời gian để nắm bắt khoảng thời gian khi mạch hoạt động giống như một điện trở. Đối với cáp km có hệ số rút ngắn là 0,66, tín hiệu chỉ truyền đi 5,05 µs. Sóng phản xạ truyền trở lại nguồn với cùng một lượng, tức là tổng cộng là 10,1 μs.

Các thiết bị tốc độ cao có thể đo thời gian này giữa lúc gửi tín hiệu và lúc phản xạ đến để xác định độ dài của cáp. Phương pháp này cũng có thể được sử dụng để xác định xem một hoặc cả hai dây cáp có bị đứt hay không. Những thiết bị như vậy được gọi là máy đo phản xạ đường cáp. Nguyên lý cơ bản giống như nguyên lý của sóng siêu âm: tạo ra xung và đo thời gian vang vọng.

Một hiện tượng tương tự xảy ra trong trường hợp đoản mạch: khi sóng đến cuối đường dây, nó bị phản xạ trở lại vì điện áp không thể tồn tại giữa hai dây nối. Khi sóng phản xạ tới nguồn, nguồn thấy rằng đã xảy ra đoản mạch. Tất cả điều này xảy ra trong thời gian truyền tín hiệu ở đó + thời gian quay lại.

Một thí nghiệm đơn giản minh họa hiện tượng phản xạ sóng. Lấy sợi dây như trong hình và kéo nó. Sóng sẽ bắt đầu lan truyền cho đến khi bị dập tắt hoàn toàn do ma sát.

Nó giống như một hàng dài với những mất mát. Mức tín hiệu sẽ giảm khi bạn di chuyển dọc theo đường dây. Tuy nhiên, nếu gắn đầu thứ hai vào một bức tường vững chắc sẽ xuất hiện sóng phản xạ:

Thông thường, mục đích của đường truyền là truyền tín hiệu điện từ điểm này đến điểm khác.

Sự phản xạ có thể được loại bỏ nếu đầu cuối đường truyền chính xác bằng trở kháng đặc tính. Ví dụ: một đường dây hở hoặc ngắn mạch sẽ phản ánh toàn bộ tín hiệu trở lại nguồn. Nhưng nếu bạn nối một điện trở 50 Ohm ở cuối đường dây thì toàn bộ năng lượng sẽ bị điện trở hấp thụ.

Tất cả điều này đều có ý nghĩa nếu chúng ta quay trở lại dòng vô hạn giả định của mình. Nó hoạt động giống như một điện trở không đổi. Nếu chúng ta giới hạn độ dài của dây, thì nó sẽ chỉ hoạt động giống như một điện trở trong một thời gian, và sau đó - giống như đoản mạch hoặc hở mạch. Tuy nhiên, nếu chúng ta đặt một điện trở 50 ohm ở cuối đường dây, nó sẽ lại hoạt động giống như một đường dây vô hạn.






Về bản chất, một điện trở ở cuối đường dây có trở kháng đặc tính làm cho đường dây trở nên vô hạn theo quan điểm của nguồn, bởi vì một điện trở có thể tiêu tán năng lượng mãi mãi giống như các đường dây vô hạn có thể hấp thụ năng lượng.

Sóng phản xạ quay trở lại nguồn có thể bị phản xạ trở lại nếu trở kháng đặc tính của nguồn không hoàn toàn bằng trở kháng đặc tính. Kiểu phản xạ này đặc biệt nguy hiểm vì nó khiến cho có vẻ như nguồn đã truyền một xung lực.

Đường truyền ngắn và dài

Trong mạch DC, trở kháng đặc tính thường bị bỏ qua. Ngay cả cáp đồng trục trong các mạch như vậy cũng chỉ được sử dụng để bảo vệ chống nhiễu. Điều này là do thời gian lan truyền ngắn so với chu kỳ tín hiệu. Như chúng ta đã học ở chương trước, đường truyền hoạt động giống như một điện trở cho đến khi sóng phản xạ quay trở lại nguồn. Sau thời gian này (10,1 µs cho một km cáp), nguồn sẽ thấy tổng điện trở của mạch.

Nếu tín hiệu tần số thấp được truyền đến mạch, nguồn sẽ nhìn thấy trở kháng đặc tính trong một thời gian và sau đó là trở kháng tổng của đường dây. Chúng ta biết rằng cường độ tín hiệu không bằng nhau dọc theo toàn bộ chiều dài của đường truyền do truyền ở tốc độ ánh sáng (gần như). Nhưng pha của tín hiệu tần số thấp thay đổi một chút trong thời gian truyền tín hiệu. Vì vậy, chúng ta có thể giả sử rằng điện áp và pha của tín hiệu tại tất cả các điểm của đường dây đều bằng nhau.

Trong trường hợp này, chúng ta có thể coi đường truyền ngắn vì thời gian truyền nhỏ hơn nhiều so với chu kỳ tín hiệu. Ngược lại, một đường dây dài là đường mà trong quá trình truyền, hình dạng tín hiệu có thể thay đổi trong hầu hết pha hoặc thậm chí truyền một số chu kỳ tín hiệu. Các đường dài được coi là những đường khi pha của tín hiệu thay đổi hơn 90 độ trong quá trình truyền. Cho đến nay trong cuốn sách này chúng ta chỉ xem xét những dòng ngắn.

Để xác định loại đường dây (dài, ngắn), chúng ta phải so sánh độ dài và tần số tín hiệu của nó. Ví dụ: chu kỳ của tín hiệu có tần số 60 Hz là 16,66 ms. Khi truyền với tốc độ ánh sáng (300 nghìn km/s), tín hiệu sẽ truyền đi 5000 km. Nếu hệ số rút ngắn nhỏ hơn 1 thì tốc độ sẽ nhỏ hơn 300 nghìn km/s và khoảng cách sẽ ít hơn một lượng tương tự. Nhưng ngay cả khi bạn sử dụng hệ số rút ngắn cáp đồng trục (0,66), khoảng cách vẫn sẽ lớn - 3300 km! Bất kể chiều dài của cáp, đây được gọi là bước sóng.

Một công thức đơn giản cho phép bạn tính bước sóng:


Một đường dài là một đường có chiều dài ít nhất bằng ¼ bước sóng. Và bây giờ bạn có thể hiểu tại sao trước đây tất cả các dòng đều ngắn. Đối với hệ thống điện Dòng điện xoay chiều Chiều dài cáp 60Hz phải vượt quá 825 km để hiệu ứng truyền tín hiệu trở nên đáng kể. Các dây cáp từ bộ khuếch đại âm thanh đến loa phải dài trên 7,5 km mới tạo ra sự khác biệt đáng kể cho tín hiệu âm thanh 10kHz!

Khi xử lý các hệ thống RF, vấn đề về chiều dài đường truyền không hề đơn giản. Hãy xem xét tín hiệu vô tuyến 100 MHz: bước sóng của nó là 3 mét ngay cả ở tốc độ ánh sáng. Đường truyền phải dài hơn 75 cm mới được coi là dài. Với hệ số rút ngắn là 0,66, chiều dài tới hạn này sẽ chỉ là 50 cm.

Khi nguồn điệnđược nối với tải thông qua đường truyền ngắn thì trở kháng tải chiếm ưu thế. Nghĩa là, khi đường dây ngắn, trở kháng đặc tính không ảnh hưởng đến hoạt động của mạch. Chúng ta có thể thấy điều này khi kiểm tra cáp đồng trục bằng ôm kế: chúng ta thấy bị đứt. Mặc dù đường dây hoạt động giống như một điện trở 50 Ohm (cáp RG/58U) trên một khoảng thời gian ngắn, sau thời gian này chúng ta sẽ thấy một vách đá. Vì thời gian phản ứng của ôm kế dài hơn nhiều so với thời gian truyền tín hiệu nên chúng ta thấy có sự đứt gãy. Tốc độ truyền tín hiệu rất cao này không cho phép chúng ta phát hiện điện trở tiếp xúc 50 Ohm bằng ôm kế.

Nếu chúng ta sử dụng cáp đồng trục để truyền dòng điện một chiều thì cáp sẽ được coi là ngắn và trở kháng đặc tính của nó sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động của mạch. lưu ý rằng đường ngắn sẽ được gọi là bất kỳ đường nào trong đó sự thay đổi tín hiệu xảy ra chậm hơn tín hiệu truyền dọc theo đường. Hầu hết mọi chiều dài cáp vật lý đều có thể ngắn về mặt trở kháng và sóng phản xạ. Sử dụng cáp để truyền tín hiệu tần số cao, bạn có thể ước tính độ dài của đường dây theo nhiều cách khác nhau.

Nếu nguồn được nối với tải thông qua đường truyền dài thì trở kháng đặc tính của nguồn sẽ lấn át trở kháng tải. Nói cách khác, đường dây điện dài đóng vai trò là thành phần chính trong mạch và các đặc tính của nó chi phối các đặc tính của tải. Nguồn được nối với một đầu của cáp và truyền dòng điện đến tải, nhưng dòng điện chủ yếu không đi đến tải mà đến đường dây. Điều này càng trở nên đúng khi dòng của chúng tôi càng dài. Chúng ta hãy xem cáp vô cực 50 ohm giả định của chúng tôi. Cho dù chúng ta kết nối với đầu bên kia với tải nào thì nguồn cũng chỉ nhìn thấy 50 ohms. Trong trường hợp này, điện trở đường dây có ý nghĩa quyết định và điện trở tải sẽ không thành vấn đề.

Hầu hết phương pháp hiệu quả giảm thiểu ảnh hưởng của chiều dài đường dây - tải đường dây bằng điện trở. Nếu trở kháng tải bằng trở kháng đặc tính thì bất kỳ nguồn nào cũng sẽ có trở kháng như nhau, bất kể chiều dài đường dây. Do đó, độ dài đường truyền sẽ chỉ ảnh hưởng đến độ trễ tín hiệu. Tuy nhiên, không phải lúc nào cũng có thể kết hợp hoàn toàn khả năng chịu tải và khả năng chống sóng.

Phần tiếp theo thảo luận về đường truyền, đặc biệt khi chiều dài đường truyền bằng phần phân số của sóng.

Tôi hy vọng bạn đã làm rõ nguyên tắc vật lý cơ bản về cách thức hoạt động của dây cáp.
Thật không may, chương tiếp theo rất dài. Cuốn sách được đọc trong một hơi, và đến một lúc nào đó bạn phải dừng lại. Đối với bài viết đầu tiên, tôi nghĩ thế là đủ. Cám ơn vì sự quan tâm của bạn.

Với đường kính bằng nhau (cách điện bên trong), đường dây đồng trục 77 ohm với dây dẫn bằng đồng và chất điện môi không khí được tối ưu hóa để có hệ số suy giảm tối thiểu, đường dây 60 ohm cho điện áp đánh thủng cao nhất và đường dây 30 ohm cho công suất truyền tải tối đa . Đối với cáp đồng trục có lớp cách điện bằng polyetylen liên tục, tổn thất tối thiểu tương ứng với trở kháng đặc tính 50 Ohms, với polyetylen xốp - 60 Ohms, nhưng tất cả những khác biệt này không rõ rệt và chất lượng vật liệu cũng như quá trình sản xuất cẩn thận quan trọng hơn nhiều. Do đó, khi chọn trở kháng cáp, chỉ cần cân nhắc tính thuận tiện của việc kết hợp khi lựa chọn là đủ. các loại cụ thể cáp có hạn, nên tính toán điều gì có lợi hơn từ quan điểm giảm thiểu tổn thất: sử dụng cáp có mức độ phù hợp điện trở tự nhiên cao nhưng có độ suy giảm cao hoặc cáp kém phù hợp hơn về đặc tính trở kháng, nhưng có chất lượng cao hơn với các mạch phù hợp bổ sung (có tính đến tổn thất bổ sung trong các mạch này!). Trong một số trường hợp, có thể sẽ có lợi hơn khi chấp nhận giá trị SWR tăng lên bằng cách sử dụng, không cần bất kỳ mạch phù hợp nào, cáp chất lượng cao sẵn có có trở kháng đặc tính khác với trở kháng tải.

Đây là một ví dụ điển hình: một ăng-ten có trở kháng đầu vào là 50 ohm ở tần số cộng hưởng. Chúng tôi có sẵn cáp 50 ohm, với chiều dài yêu cầu, có tổn hao riêng (tại SWR = 1) ở tần số hoạt động 2 dB và cáp 75 ohm có suy hao 0,5 dB theo điều kiện giống nhau.

Sử dụng cáp 75 Ohm, chúng ta nhận được SWR=1,5 ở tần số cộng hưởng. Tổn thất bổ sung do không phù hợp sẽ không vượt quá 0,1 dB. Khi rời đi tần số cộng hưởng, ngay cả khi SWR tăng lên 4 thì tổn hao bổ sung sẽ không vượt quá 0,5 dB. Như vậy, với sợi cáp 75 ohm này thì tổng tổn thất sẽ từ 0,6 đến 1 dB.

Nếu với cáp 50 ohm, SWR ở rìa của dải tần hoạt động chỉ tăng lên 2 thì tổn thất bổ sung sẽ là 0,3 dB. Kết quả là, với cáp 50 ohm hiện tại, tổng tổn thất sẽ nằm trong khoảng 2 - 2,3 dB.

Lợi ích từ việc sử dụng cáp 75 ohm “sai” thay vì cáp 50 ohm “đúng” trong trường hợp này sẽ gần bằng những gì có thể đạt được, chẳng hạn như bằng cách kéo dài ăng-ten Yagi thêm khoảng một phần ba!

Một mạch phối hợp bổ sung giữa ăng-ten và bộ cấp nguồn 50/75 Ohm có thể gây ra tổn thất khoảng 0,5 dB. Nếu chúng tôi sử dụng nó để cố gắng cải thiện SWR trong bộ cấp nguồn 75 ohm, chúng tôi sẽ nhận được tổng tổn thất từ ​​1 đến 1,2 dB (giả sử rằng theo cách này, SWR sẽ không tăng trên 2 ở các cạnh của phạm vi) - nghĩa là, chúng tôi sẽ không giảm mà sẽ tăng tổn thất thêm 0,2 - 0,4 dB. Nhưng chúng vẫn sẽ thấp hơn đáng kể so với khi sử dụng cáp 50 ohm với tổn thất vốn có lớn.

Điều quan trọng cần lưu ý là trong trường hợp có bất kỳ sự không khớp nào, cả với cáp này và với cáp khác, bộ phát sẽ “nhìn thấy” trở kháng phức tạp ở cuối cáp, trở kháng này có thể khác biệt đáng kể so với cả trở kháng đặc tính của bộ cấp nguồn và trở kháng đầu vào của anten. Để máy phát có thể cung cấp công suất định mức cho bộ cấp nguồn, các mạch đầu ra của nó phải được cấu hình phù hợp.

Cáp đồng trục - lời khuyên thiết thực

1) Khi xây dựng ăng-ten, bạn không thể tiết kiệm cáp. Một sợi cáp rẻ tiền, chất lượng thấp có thể dễ dàng “ăn hết” mọi lợi ích từ một ăng-ten tốt. Điều khó chịu nhất ở đây là nếu độ suy giảm của cáp cao, ăng-ten thoạt nhìn có thể trông còn đẹp hơn so với cáp tốt: SWR ở đầu bộ cấp nguồn (gần máy phát) ở mức thấp trong dải rộng, không có nhiều nhiễu từ không khí trong quá trình thu sóng và mô hình định hướng của ăng-ten quay được giữ nguyên. Nhưng công suất máy phát hiện có không phải lúc nào cũng đủ để thu DX...

Đây chính xác là cách một tình huống có thể xảy ra khi một lưỡng cực đơn giản có cáp tốt, ngay cả với một kết nối không lý tưởng, sẽ phản hồi tốt hơn một Yagi tốt với SWR = 1.

Không có thứ gì gọi là dây cáp quá dày!

2) Cáp có lớp cách điện bằng polyetylen có thể bị cũ đi trong vòng 10-20 năm, ngay cả khi được bảo quản trong điều kiện lý tưởng. Lão hóa được thể hiện ở tăng đáng kể lỗ vốn. Đôi khi các vết nứt cũng xuất hiện ở lớp vỏ bên ngoài.

Nếu bạn định sử dụng cáp đã được sản xuất hơn 5-7 năm, trước tiên bạn nên đo độ suy giảm của nó ở tần số hoạt động và kiểm tra cẩn thận vỏ bọc bên ngoài của nó. Phải kiểm tra cáp đã được sử dụng ngoài trời (dù chỉ trong thời gian ngắn). Thỉnh thoảng, nếu có thể, việc kiểm tra tổn thất trên các bộ tiếp sóng của ăng ten hiện có là rất hữu ích.

3) Ý kiến ​​phổ biến cho rằng cáp có cách điện bằng nhựa dẻo có tổn thất thấp hơn so với cách điện bằng polyetylen. Nhưng chỉ cần so sánh dữ liệu hộ chiếu của chúng là đủ để đảm bảo rằng xét về độ suy giảm tuyến tính thì hai loại cáp có đường kính bằng nhau này gần như tương đương nhau.

Ưu điểm của vật liệu cách nhiệt fluoroplastic là khả năng chịu nhiệt tốt hơn và ổn định các thông số theo thời gian. Thật không may, hầu hết các loại cáp có lớp cách điện bằng băng PTFE đều không dành cho miếng đệm bên ngoài và độ ẩm đường phố nhanh chóng làm hỏng chúng.

4) Độ ẩm xâm nhập vào bên trong cáp sẽ làm tăng tổn hao và giảm trở kháng đặc tính của cáp, đồng thời làm hỏng cáp theo thời gian mà không thể khắc phục được. Đầu cáp và các mối nối của nó nằm ngoài trời phải được bịt kín cẩn thận bằng keo silicon (không có lượng băng keo điện nào có thể giúp ích ở đây) và các ống co nhiệt. Gần điểm đấu nối với cực hoặc đầu nối ăng-ten, cáp phải được uốn thành hình vòng sao cho đầu cáp đi đến điểm đấu nối không phải từ dưới lên trên mà từ trên xuống dưới, nhằm tránh nước mưa lọt vào. chảy vào đó nếu con dấu bị hỏng.

5) Tốt nhất nên đặt cáp dọc theo phía bắc của cột ăng-ten, tòa nhà và nói chung theo những cách ít tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với cáp có vỏ bọc không phải màu đen. Bức xạ cực tím của mặt trời sớm hay muộn sẽ phá hủy lớp vỏ bên ngoài và ngay khi có ít nhất một vết nứt nhỏ xuất hiện bên trong, hơi ẩm sẽ ngay lập tức xâm nhập vào bên trong.

Cáp đồng trục có hầu hết mọi trở kháng đặc tính

Nếu bạn có cáp đồng trục 150 ohm, chẳng hạn như RK-150-7, trong đó lõi trung tâm được tự do đi qua kênh dẫn khí bằng vật liệu cách điện polyetylen (thường lõi này được uốn cong ngoằn ngoèo để duy trì sự liên kết nhưng trượt tự do bên trong cáp ), sau đó luồn nó thay vào đó bằng một sợi dây có đường kính khác không khó. Bằng cách này, bạn có thể có được một đoạn cáp có trở kháng không chuẩn bất kỳ từ 40 đến 180 Ohms. Để căn chỉnh, nếu cần, nên ấn dây (không quá thường xuyên và đối với VHF - không quá xa). khoảng cách bằng nhau với nhau) các hạt làm bằng fluoroplastic, polystyrene hoặc polyethylene, cố định chúng trên dây bằng keo thích hợp.

Thật dễ dàng để xác định trở kháng đặc tính thu được - chỉ cần đo độ tự cảm của phần ngắn mạch của cáp và điện dung của nó ở đầu hở: W = (L/C)1/2.

Bạn thậm chí có thể thực hiện chuyển tiếp đồng trục mượt mà từ 40...70 Ohms sang 50...180 Ohms. Để làm điều này, bạn cần vẽ một dây có tiết diện thay đổi, ví dụ như nhiều lõi với việc giảm dần số lượng dây đến đầu có điện trở cao. Tất nhiên, tất cả những nơi có đường gân ngắn hơn kết thúc và những chỗ tiếp tục có đường gân dài hơn phải được hàn và làm phẳng. Nếu quá trình chuyển đổi như vậy được thực hiện đủ lâu (khoảng 0,5 - 2 lần bước sóng hoạt động dài nhất) và với sự thay đổi theo cấp số nhân của trở kháng sóng dọc theo chiều dài thì có thể đạt được mức độ kết hợp rất cao trên một dải tần số rộng.

Một số giá trị trở kháng sóng không chuẩn thấp có thể đạt được theo cách khác. Nhiều người có thể biết rằng bằng cách kết nối song song hai đoạn cáp 75 Ohm có cùng chiều dài điện, chúng ta sẽ có được một đường dây được che chắn có trở kháng đặc tính là 37,5 Ohms và hai đoạn 50 Ohms - 25 Ohms. Nhưng có lẽ không phải ai cũng biết rằng các loại cáp có trở kháng đặc tính khác nhau có thể được mắc song song theo cùng một cách, với số lượng bất kỳ và theo bất kỳ cách kết hợp nào. Trở kháng đặc tính thu được của đường dây thu được được tính theo quy tắc tương tự như đối với điện trở. Điều quan trọng là chiều dài điện của tất cả các đoạn là giống hệt nhau. Do đó, ví dụ, bằng cách kết nối song song các phần 75 ohm và 50 ohm, chúng ta sẽ có được một đường 30 ohm.

Đường pha để cung cấp năng lượng hoạt động cho các phần tử Log-Yag hoặc KLM

Đường dây hai dây hở chịu ảnh hưởng của thời tiết, nằm gần các nguyên tố cấu trúcăng-ten cũng ảnh hưởng đến hoạt động của nó và những ảnh hưởng này rất khó dự đoán trong tính toán. Trong nhiều trường hợp, trở kháng đặc tính của đường pha yêu cầu khoảng 70 - 180 ohm, nhưng trở kháng đặc tính của đường dây hai dây dưới 200 ohm rất khó thực hiện và đường dải không thuận tiện lắm trong thiết kế.

Một đường dây được che chắn đối xứng thuận tiện được lấy từ hai đường dây đồng trục, được đặt song song về mặt vật lý và được kết nối điện nối tiếp (trở kháng đặc tính của đường dây tăng gấp đôi). Tuy nhiên, do bước sóng trong cáp bị rút ngắn, để duy trì độ lệch pha cần thiết, chiều dài vật lý của cáp phải nhỏ hơn khoảng cách giữa các phần tử ăng-ten được kết nối.

Để giải quyết vấn đề này, bạn có thể sử dụng một đường không cắt nhau dài hơn nửa bước sóng khoảng cách giữa các phần tử (tất cả các độ dài có tính đến hệ số rút ngắn của cáp được sử dụng). Khi đó, chiều dài vật lý của đường truyền sẽ lớn hơn khoảng cách giữa các phần tử ăng-ten được kết nối và độ lệch pha trong đường truyền sẽ bằng độ lệch pha sóng giữa các phần tử ăng-ten trong không khí cộng thêm 180 độ. Không cần phải đi qua các dây dẫn vì cần phải xoay pha 180 độ một cách chính xác.

Các lõi trung tâm của hai sợi cáp được kết nối với các đầu của bộ rung phân chia và các dây bện được kết nối với nhau ở cả hai đầu, nhưng không được kết nối ở bất kỳ đâu. Điều này có vẻ lạ đối với những người đã quen với việc chỉ sử dụng đường dây đồng trục, nhưng trong trường hợp này, chúng ta có một đường dây được che chắn đối xứng, màn hình của nó không có điện thế. Nếu sử dụng vòng rung, màn hình đường dây có thể được kết nối với tâm của các ống rắn của chúng và nếu bộ cấp nguồn không cân bằng được kết nối với phần tử được cấp nguồn đầu tiên thông qua BALUN có đầu cuối có điện thế bằng 0 (cực giữa), ví dụ: máy biến áp balun trên ferrite vòng hoặc khuỷu chữ U nửa sóng, khi đó màn hình đường đối xứng sẽ kết nối với thiết bị đầu cuối này.

Đường 100 ohm được tạo từ một cặp cáp 50 ohm có thể là lựa chọn tốt để đạt trở kháng đầu vào ăng-ten là 33-50 ohm và có thể sử dụng đường 150 ohm từ một cặp cáp 75 ohm để đạt được trở kháng đầu vào ăng-ten. trở kháng đầu vào 50-75 ohms. Sử dụng cáp đồng trục 40 - 100 ohm tự chế (được làm từ 150 ohm), bạn có thể có được đường dây cân bằng từ 80 đến 200 ohm. Nếu bạn cần trở kháng đặc tính của đường đối xứng dưới 80 - 100 Ohms, bạn có thể kết nối các cáp theo cặp song song. Dự trữ độ dài vật lý cho phép bạn điều chỉnh độ dịch pha trong đường truyền (trước tiên bạn nên thử thay đổi tham số này một chút trong quá trình lập mô hình máy tính).

Luồn dây cáp vào một ống dài

Một miếng tăm bông có dây câu mảnh được buộc vào sẽ dễ dàng bị máy hút bụi hút lên ngay cả khi qua một ống có gân rất dài và ngay cả khi nó vẫn được cuộn thành cuộn. Bạn chỉ cần nối chặt đầu ống với máy hút bụi, chọn kích thước của miếng bông gòn và đảm bảo dễ dàng tháo dây câu ra khỏi cuộn. Để tăng lực kéo, bạn có thể tháo bộ lọc bụi ra khỏi máy hút bụi. Với một dây câu mỏng, chúng ta kéo một sợi dây hoặc một dây câu dày vào ống, và cùng với nó - chính sợi cáp. Tôi đã phải dễ dàng đặt một ống bảo vệ dài khoảng 100 m trên dây cáp theo cách này.

Tăng công suất cho phép tải tương đương

Và nhược điểm đôi khi có thể trở thành ưu điểm. Một yếu tố cần thiết - sự suy giảm trong cáp đồng trục - có thể được sử dụng để hấp thụ một phần công suất nếu tải tương đương hiện tại không thể đáp ứng được. Từ nguồn cung cấp cáp đồng trục có sẵn với đặc tính trở kháng phù hợp, cần tạo ra (dù chỉ là tạm thời nhưng vẫn phải cẩn thận) con “rắn” dài nhất. Đầu dây là sợi cáp dày nhất, về cuối dây nó ngày càng mỏng hơn. Chúng tôi tải phần cuối của phân đoạn cuối cùng lên thiết bị có công suất thấp tương đương hiện có. Bộ suy giảm như vậy đặc biệt hiệu quả trên VHF.

Dây anten

Khi bạn phải sử dụng dây từ một vật liệu không xác định để làm ăng-ten, điều hữu ích là đảm bảo rằng nó hướng dẫn tốt trên HF. Tôi đề xuất đánh giá những tổn thất có thể xảy ra như sau. Tạo hai cuộn dây điện cảm có thiết kế hoàn toàn giống nhau - một từ dây đang được thử nghiệm, một từ đồng tráng men (hoặc thứ khác được lấy làm tiêu chuẩn). Tất cả các biện pháp phải được thực hiện để đảm bảo rằng thiết kế của cuộn dây đảm bảo hệ số chất lượng tối đa của chúng. Các mẫu dây đang nghiên cứu trước tiên phải được “lão hóa” ngoài trời để bề mặt của chúng được phủ một lớp chất tương tự (ăn mòn) sẽ xuất hiện theo thời gian trong quá trình hoạt động của ăng-ten. Sử dụng Q-meter hoặc phương pháp khác, đo hệ số chất lượng của cuộn dây thu được ở tần số hoạt động của ăng-ten trong tương lai. Bằng cách so sánh các giá trị đo được, người ta có thể đánh giá sự khác biệt về tổn hao ohm trong dây dẫn. Có tính đến tất cả các tổn thất khác (đặc biệt là trong lòng đất), có thể tính toán sự thay đổi hiệu suất tổng thể của ăng-ten do sử dụng vật liệu nhất định thay vì vật liệu tham chiếu.

Mấy anh nylon

Tiếng xấu của dây thừng nylon là không có cơ sở. Mọi thứ đều tốt ở vị trí của nó. Trong trường hợp tải tĩnh nhỏ và chủ yếu là tải động, cáp nylon bện (và không chỉ xoắn!) có tiết diện vừa đủ sẽ hoạt động đáng tin cậy. Điều quan trọng là chúng không cọ xát vào bất cứ thứ gì và chúng được bịt kín đúng cách tại các điểm buộc chặt. Nhưng để chúng không bị giãn thì phải chuẩn bị trước: để chúng giãn ra và “cứng” ngoài trời dưới nắng mưa ít nhất 2-3 tuần (lâu hơn càng tốt). Đơn giản chỉ cần treo chúng ở một nơi thuận tiện với độ căng mạnh. Nếu có chỗ nào treo thẳng đứng thì dùng vật nặng ở cuối, nếu nằm ngang thì gắn vật nặng vào con lăn lăn tự do trên nylon. Điều mong muốn là dây bị ướt và khô nhiều lần trong quá trình “huấn luyện”.

Đặc điểm của Kevlar

Kevlar là một vật liệu tốt nhưng không nên sử dụng ngoài trời nếu không có vật liệu đáng tin cậy. lớp phủ bảo vệ khỏi tia cực tím từ mặt trời. Những miếng vải làm bằng sợi Kevlar trần, ngay cả dưới ánh mặt trời phía bắc của chúng ta, sẽ biến thành rơm mục nát sau 4-5 năm. Về nguyên tắc, có độ bền kéo cực cao, dây sợi Kevlar hoàn toàn không có khả năng chống mài mòn và cũng không cho phép buộc các nút thắt - khi chịu tải, nó sẽ tự cắt.

Truyền hình vệ tinh sử dụng cáp có trở kháng đặc tính 75 ohms. Nói cách khác, để truyền tín hiệu nhận được từ bộ chuyển đổi đến bộ thu, cần có một dây đặc biệt. cáp đồng trục 75 ohm. Ở trung tâm của nó có một dây dẫn, được bao quanh bởi một màn chắn gồm các sợi dây mỏng đan xen với nhau. Cáp loại RG-6 thường được sử dụng nhiều nhất trong hệ thống riêng lẻ truyền hình vệ tinh.

Khi chọn cáp đồng trục bạn phải chú ý Đặc biệt chú ý về mức độ suy giảm tín hiệu trong cáp, vì cáp được chế tạo kém sẽ xảy ra hiện tượng suy giảm tín hiệu hẹp hơn ở khoảng cách 20-30 mét. Cáp đã được chứng minh là tốt mô hình sau đây: "SAT-703", "SAT-50", "CAVEL", "TFC".

Trên thị trường có hàng giả nên bạn chú ý lõi trung tâm của cáp phải là đồng nhưng hiện nay để giảm giá thành người ta sử dụng dây thép tráng một lớp đồng mỏng. Điều này có thể xác định được nếu cuộn thành vòng có đường kính 4-7 cm thì khi thả ra sợi cáp đồng sẽ bung ra về vị trí ban đầu.

Trên cáp đồng trục tốt, dây bện phải dày đặc, không có khe hở hoặc vết nứt. Để che chắn tốt, dây bện phải được làm bằng đồng.

Nếu cáp được đặt ở những nơi không được bảo vệ khỏi ẩm, ánh nắng và lạnh thì độ dày của vỏ cáp bằng nhựa phải tương ứng với các yếu tố này. Trong một sợi cáp được chế tạo kém, vỏ bọc nhiệt độ thấp và khi tiếp xúc với lượng mưa, nó sẽ bị bao phủ bởi các vết nứt, qua đó hơi ẩm xâm nhập vào cáp, gây ra đoản mạch, có thể làm hỏng máy thu vệ tinh.

Cấu trúc của cáp đồng trục 75 Ohm

1-bên trong cáp có một dây dẫn dạng xoắn ốc hoặc một dây (có thể là nhiều lõi hoặc làm dạng ống). Chất liệu - đồng, hợp kim của đồng hoặc nhôm, nhôm mạ đồng, thép mạ đồng, đồng mạ bạc, v.v.

2- cách điện, đảm bảo sự liên kết của dây dẫn bên trong và bên ngoài, được chế tạo dưới dạng chất độn điện môi rắn hoặc bán không khí (nhựa dẻo rắn, polyetylen xốp, polyetylen đơn giản, băng nhựa dẻo, v.v.)

Dây dẫn 3 màn hoặc dây dẫn bên ngoài được làm dưới dạng bện, lá mỏng, phủ một lớp màng nhôm mỏng hoặc ống lượn sóng hoặc một lớp băng kim loại (đồng hoặc hợp kim nhôm).

Vỏ cách điện 4 lớp làm bằng vật liệu ổn định ánh sáng (polyvinyl clorua, polyetylen, băng fluoroplastic hoặc vật liệu cách điện khác), bảo vệ cáp khỏi các tác động bên ngoài (chống bức xạ cực tím).

Phạm vi ứng dụng của cáp đồng trục.

Áp dụng cáp 75 ohmđể truyền tín hiệu tần số cao trong nhiều lĩnh vực công nghệ (mục đích chính của nó): mạng phát sóng, trong hệ thống thông tin liên lạc, hệ thống cấp ăng-ten trong kỹ thuật vô tuyến, hệ thống thông tin liên lạc, nghiên cứu và sản xuất hệ thống kỹ thuật và ACS ( hệ thống tự động quản lý), khu phức hợp điều khiển từ xa, hệ thống điều khiển và đo lường, báo động và tự động hóa, giám sát video và điều khiển khách quan, để triển khai các kênh liên lạc cho các thiết bị vô tuyến điện tử khác nhau (tàu, hàng không, vận tải hàng hóa), trong các khu vực ứng dụng đặc biệt, V thiết bị gia dụng, kênh thông tin liên lạc, thiết bị quân sự.

Ngoài ra, các phần riêng lẻ của cáp có thể được sử dụng trong bộ tạo xung, bộ lọc, máy biến áp một phần tư sóng, thiết bị cân bằng và khớp, đường cáp sự chậm trễ.

Trong một số trường hợp, trở kháng đặc tính không được chuẩn hóa. Như là Cáp đồng trục 75 Ohmđược sử dụng để truyền tín hiệu tần số thấp hoặc để làm việc với dòng điện một chiều điện cao thế(bện hoạt động như một màn hình).

Các loại chính của cáp 75 Ohm.

Theo khu vực điểm đến - trong hệ thống truyền hình cáp, trong công nghệ vũ trụ, công nghệ hàng không, trong hệ thống thông tin liên lạc, trong thiết bị gia dụng và nghiệp dư, lắp đặt mạng máy tính.

Về trở kháng sóng - giá trị tiêu chuẩn​​theo tiêu chuẩn Nga và quốc tế. Loại cáp phổ biến nhất là 50 Ohm. Áp dụng ở khu vực khác nhau công nghệ vô tuyến điện tử. Việc truyền tín hiệu vô tuyến qua dây như vậy xảy ra với tổn thất tối thiểu trong chính cáp và các giá trị cường độ điện và công suất tương tự.

Không kém phần phổ biến cáp 75 ohm. Ở Nga, nó chủ yếu được sử dụng với chất điện môi rắn trong thiết bị video hoặc truyền hình (truyền hình cáp và vệ tinh). Ở các nước Mỹ, nó được sử dụng với chất điện môi xốp khi lắp đặt mạng truyền hình cáp. Cáp 100 Ohm - hiếm khi được sử dụng, cho các mục đích đặc biệt hoặc trong công nghệ xung(150 Ohm không được quy định theo tiêu chuẩn quốc tế). Cáp 200 Ohm rất hiếm khi được sử dụng và tiêu chuẩn quốc tế không cung cấp.

Theo đường kính cách nhiệt - cực nhỏ (lên đến 1 mm), thu nhỏ (1,5-2,95 mm), cỡ trung bình (3,7-11,5 mm), cỡ lớn (hơn 11,5 mm).

Theo mức độ che chắn - với màn chắn liên tục (màn làm bằng ống kim loại, màn làm bằng bện thiếc), với màn hình thường(với dây bện một lớp, dây bện đôi hoặc nhiều lớp và có các lớp che chắn bổ sung), cáp bức xạ (có mức độ che chắn thấp và được kiểm soát có chủ ý).

Theo tính linh hoạt của vật liệu - linh hoạt, cực kỳ linh hoạt, cứng nhắc, bán cứng.

Nhưng hạng mục chinh.

Các loại cáp phổ biến nhất theo thang đo Radio Guide:

·RG-11 và RG-8 - “Ethernet dày” (Thicknet), lần lượt là 75 Ohm và 50 Ohm. Tiêu chuẩn 10BASE-5;

·RG-58 - “Ethernet mỏng” (Thinnet), 50 Ohm. Tiêu chuẩn10BASE-2;

RG-58/U - dây dẫn trung tâm rắn,

RG-58A/U - dây dẫn trung tâm bị mắc kẹt,

·RG-58C/U - dùng trong trang thiết bị quân sự;

RG-59 - cáp truyền hình(Băng thông rộng/Truyền hình cáp), 75 ohms. Tương tự tiếng Nga RK-75-x-x (“cáp tần số vô tuyến”);

RG-6 - cáp truyền hình (Băng thông rộng/Truyền hình cáp), 75 Ohm. Cáp thuộc loại này (RG-6) có một số loại đặc trưng cho loại và vật liệu của nó. Tương tự RK-75-x-x của Nga;

RG-11 là loại cáp trung kế, gần như không thể thiếu nếu bạn cần giải quyết vấn đề trên đường dài. Loại cáp này cho phép bạn sử dụng ngay cả ở khoảng cách khoảng 550-650 m. Lớp cách điện bên ngoài được tăng cường đến mức cho phép bạn sử dụng cáp này trong điều kiện khắc nghiệt (đường phố, giếng nước) mà không gặp vấn đề gì. Có một biến thể S1160 có cáp, được sử dụng để truyền cáp qua không trung một cách đáng tin cậy, chẳng hạn như giữa các ngôi nhà;