هندسة الكابلات المحورية

مقاومة الكابل المحوري: لماذا نادرًا ما تغفر المقاومة 50 أوم و75 أوم عدم التطابق

تأتي المعاوقة المميزة من الهندسة والعزل الكهربائي، وليس من السعر. إليك كيفية تصرف أنظمة 50 و75 أوم، وما هي تكلفة عدم التطابق فعليًا، وما هي الأرقام التي تنتمي إلى مواصفات الشراء.

ينهي مثبت CCTV قطرة 75 أوم RG6 بمحول BNC 50 أوم لأن درج الأجزاء يقع بالقرب من غرفة التخزين. الصورة نظيفة في اليوم الأول. وبعد ثلاثة أسابيع أبلغ العميل عن وجود خطوط أفقية باهتة، وتم إلقاء اللوم على الكاميرا أولاً، والمسجل ثانيًا، والكابل أخيرًا.

النسخة المختصرة قبل التفصيل: يجب أن يتفق كل عنصر في السلسلة على المعاوقة، بما في ذلك الكابل والموصل ومنفذ المعدات. وعندما لا يحدث ذلك، ينعكس جزء من الإشارة عائداً إلى أسفل الخط بدلاً من الوصول إلى جهاز الاستقبال، وتصبح تلك الانعكاسات أكثر ضرراً مع ارتفاع التردد واستمرار التشغيل لفترة أطول.

ما يلي يغطي ماهية الممانعة المميزة حقًا، ولماذا استقرت الصناعة على 50 و75 أوم، وكيف يظهر عدم التطابق على جهاز الاختبار وعلى الشاشة، وما يجب كتابته في المواصفات حتى لا تصل المشكلة إلى الموقع أبدًا.

ما الذي يقيس مقاومة الكابلات المحورية فعليًا؟

المعاوقة المميزة ليست مقاومة. إنها نسبة الجهد إلى التيار لموجة تنتقل على طول الخط، وهي موجودة حتى عندما لا يكون هناك أي شيء متصل في النهاية البعيدة. في البناء المادي للكابل المحوري يتم ضبطه بثلاثة أشياء: قطر الموصل المركزي (د)، القطر الداخلي للدرع أو العازل الذي يملأ الفراغ (د)، وثابت العزل الكهربائي لتلك المادة.

بالنسبة للخط المحوري، صيغة العمل الكلاسيكية هي Z0 = 138 مقسومًا على الجذر التربيعي لثابت العزل الكهربائي، مضروبًا في اللوغاريتم العشري الأساسي لـ D مقسومًا على d. قم بتحريك الموصل والدرع بعيدًا عن بعضهما البعض، أو خفض ثابت العزل الكهربائي، وترتفع المعاوقة.

هناك نتيجتان مهمتان تجاريًا:

• لا تتغير المعاوقة مع الطول. قطعة بطول 5 م وقطعة بطول 500 م من نفس RG6 كلاهما عند حوالي 75 أوم.
• لا يمكن قراءة المعاوقة بمقياس متعدد. يتطلب التحقق من ذلك مقياس انعكاس المجال الزمني، أو محلل الشبكة، أو اختبار المسح مقابل حمل معروف.

مقاومة التيار المستمر هي مواصفات منفصلة، ​​ولا تزال مهمة. يجب على جهاز استقبال الأقمار الصناعية الذي يدفع طاقة LNB على المدى الطويل أن يتغلب على مقاومة الحلقة، وهو شيء لا تقول المعاوقة شيئًا عنه.

لماذا أصبحت 50 أوم و 75 أوم هي المعايير

ولا يعتبر أي من الرقمين تعسفيًا. في محور عازل الهواء، يكون التوهين في أدنى مستوياته بالقرب من 77 أوم، في حين يبلغ ذروة التعامل مع الطاقة بالقرب من 30 أوم. احتاج مهندسو الموجات الدقيقة إلى خسارة منخفضة وطاقة قابلة للاستخدام، لذا أصبحت المقاومة 50 أوم هي الحل الوسط في العمل وتم ترسيخها في الممارسة العسكرية والتجارية لاحقًا. لقد اهتم مهندسو البث بالخسارة المنخفضة أثناء عمليات تشغيل الفيديو الطويلة ومنخفضة الطاقة، لذلك أصبح 75 أوم، الذي يقترب من الحد الأدنى للتوهين، هو معيار الفيديو وتلفزيون الكابل.

خمسون أوم هو حل وسط بين القوة والخسارة؛ خمسة وسبعون أوم يميل نحو الخسارة. كلاهما اختيارات هندسية، وليست درجات الجودة.

تكمن الاختلافات المرئية بشكل أساسي في التعامل مع الطاقة وعائلات الموصلات، كما هو موضح في المقارنة أدناه.

بالنسبة لأعمال توزيع 75 أوم، عادةً ما يكون هيكل التدريع هو القرار التالي بعد المعاوقة. يناسب الدرع القياسي جولات المشتركين القصيرة، ويضيف الدرع الثلاثي رقاقة معدنية بالإضافة إلى جديلة للبيئات الأكثر ضجيجًا، ويتم اختيار الدرع الرباعي عندما تكون هوامش خسارة الدخول والإرجاع ضيقة.

عدم التطابق في الأرقام: خسارة العودة، VSWR والأعراض المرئية

الانعكاس يمكن التنبؤ به. قم بتغذية حمل 75 أوم من مصدر 50 أوم ومعامل الانعكاس هو 0.2، وهو VSWR يبلغ حوالي 1.5 إلى 1، وخسارة عودة قريبة من 14 ديسيبل، وحوالي 4 بالمائة من الطاقة الساقطة تنعكس. أربعة بالمائة تبدو غير ضارة، وعادةً ما تكون كذلك في حالة وجود رقعة قصيرة. على جذع 300 متر، أو في مجموعة قنوات كثيفة، لا يحدث ذلك، لأن الموجة المنعكسة تصل متأخرة ثم تضيف إلى الإشارة المباشرة أو تنقص منها.

تميل أخطاء المعاوقة إلى الإعلان عن نفسها بعدة طرق يمكن التعرف عليها:

• ظلال باهتة أو رنين أو حافة ثانية في الفيديو التناظري
• النطاقات أو التألق أو التسرب المتقطع على قنوات CATV وIPTV الرقمية
• معدل خطأ متزايد في الرأس ولا يتم إصلاح أي تعديل لمكبر الصوت
• إنذار VSWR عند جهاز الإرسال الذي يختبر التنظيف في حمل وهمي
• رابط يمر مرة واحدة ويفشل عندما ينضم جهاز آخر إلى السلسلة

مطابقة المعاوقة للتثبيت

تحدث معظم أخطاء المعاوقة عند نقاط التسليم وليس داخل الكابل. قم بتعيين المتطلبات من التطبيق أولاً:

1. القمر الصناعي IF وDTH: 75 اوم من LNB للرسيفر بموصلات F . تنتقل طاقة التيار المستمر لوحدة LNB على نفس الموصل المركزي، لذا تنتمي مقاومة الحلقة والممانعة إلى المواصفات.
2. توزيع CATV و MATV و IPTV: 75 أوم في جميع أنحاء. RG11 للإسقاط الجوي والصناديق الطويلة، RG6 لعمليات التشغيل النموذجية للمشترك، RG59 للبقع القصيرة خلف المعدات.
3. الدوائر التلفزيونية المغلقة: 75 أوم عبر زوج الفيديو، بما في ذلك الإنشاءات السيامية التي تحمل طاقة التيار المستمر إلى جانب المحور.
4. الروابط اللاسلكية والترددات اللاسلكية: 50 أوم في جميع أنحاء. RG58 للقفزات القصيرة، RG213 أو LMR400 حيث قد يؤدي تشغيل وحدة التغذية الأطول إلى استهلاك ميزانية الارتباط.

عندما يتعين على النظام فعليًا العبور بين المجالات، مثل راديو 50 أوم يقود نظام هوائي 75 أوم، استخدم لوحة مطابقة أو محول بدلاً من المحول والأمل. إن تسامح المعاوقة يستحق أيضًا التثبيت في هذه المرحلة، لأن الكبل الذي ينحرف بعدة أوم من القيمة الاسمية يتصرف مثل عدم تطابق صغير في كل وصلة على طول المسار.

الدوائر التلفزيونية المغلقة والأنظمة الصغيرة: حيث تختبئ أخطاء 75 أوم

اختبارات عمل المراقبة هي أصعب اختبارات الانضباط في المعاوقة، نظرًا لأن المحولات منخفضة التكلفة والعلامات التجارية المختلطة للكاميرات تجتمع في نفس الخزانة. يبلغ طول تشغيل CCTV المركب 75 أوم من إخراج الكاميرا، عبر المحور، إلى دخل المسجل، ويؤثر محول BNC السائب أو محول 50 أوم الضال على كابل قصير أقل من كابل طويل.

الإنشاءات السيامية مثل KX6 مع الطاقة، RG59 مع الطاقة أو RG6 مع الطاقة تضع زوج فيديو 75 أوم بجانب زوج طاقة 18 أو 20 AWG. يؤدي ذلك إلى إزالة تشغيل طاقة منفصل، لكنه لا يغير القاعدة: قم بإنهاء المحور بـ 75 أوم في كلا الطرفين، مع موصلات BNC أو F 75 أوم ولا يوجد أجزاء 50 أوم بينهما.

ما يجب التحقق منه قبل الشراء

المعاوقة هي أسهل سطر في ورقة البيانات للتحقق منه، وهو الخط الذي يتم أخذه على محمل الثقة في أغلب الأحيان. اطلب من المورد ستة عناصر قبل تقديم أمر الإنتاج:

1. المعاوقة الاسمية والتسامح. يعتبر كبل الفيديو 75 أوم عند علامة زائد أو ناقص 3 أوم أمرًا طبيعيًا؛ أي شيء أوسع من زائد أو ناقص 5 أوم يستحق الأسئلة.
2. بيانات خسارة العائد الكاسحة أو الهيكلية عبر النطاق الذي ستستخدمه بالفعل، وليس نقطة تردد واحدة.
3. سرعة الانتشار، عادةً ما يتراوح من 0.66 إلى 0.87 اعتمادًا على ما إذا كان العازل صلبًا أم رغويًا، وهو ما يدفع حسابات التوقيت والطول.
4. واجهة الموصل. قم بتأكيد 75 أوم F أو 75 أوم BNC كما هو مطلوب، وارفض الأجهزة المختلطة 50 أوم لأنظمة الفيديو.
5. المعايير وأدلة الامتثال، مثل EN 50117 لكابلات CATV أو ما يعادلها من JIS وMIL، بالإضافة إلى UL أو ETL أو CE أو CPR أو RoHS أو REACH حيث يتطلبها المشروع.
6. الاتساق على طول الطبل. يجب أن يظل قطر العازل الذي يحدد المعاوقة ثابتًا طوال الطول، لذا فإن اختبار العينة من طرفي التوصيل يعد فحصًا معقولاً.

تعمل المعاوقة كسلسلة: 50 أو 75 أوم عند كل مفصل، أو انعكاس عند كل مفصل. قم بمطابقة الرقم بالتطبيق، باستخدام 75 أوم للفيديو وCATV والأقمار الصناعية وCCTV، و50 أوم للترددات اللاسلكية واللاسلكية والعمل الاختباري، ثم تأكد من توافق جميع الكابلات والموصلات والمحولات ومنافذ المعدات. عندما تتغلب مشكلة الإشارة على كل التفسيرات الأخرى، قم بالقياس باستخدام مقياس انعكاس المجال الزمني قبل استبدال كاميرا أخرى.