Можно ли использовать 50 омный кабель для телевизора
Кстати, вы не задумывались зачем вообще используют именно коаксиальный кабель? Почему бы не использовать обычный двужильный электрический кабель, который применяют в бытовой электросети? Всё дело в волновом сопротивлении .
Все мы знаем, что любой кабель обладает электрическим сопротивлением, которое препятствует прохождению тока по нему. Так вот с ростом частоты переменного тока в кабеле появляется ещё один тип сопротивления - волновое . И чем выше частота - тем сильнее оно проявляется.
Для передачи сигнала сотовой связи в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне волновое сопротивление куда важнее электрического. Появляется оно из-за так называемого Скин-эффекта , когда ток течёт не по всей площади проводника, а лишь по его поверхности. Именно из-за этого и применяют коаксиальный кабель, в котором внешняя жила имеет форму кольца и идеально подходит для передачи СВЧ-сигнала.
Измеряется волновое сопротивление также в омах (Ом). Самые распространённые типы коаксиальных кабелей, которые можно встретить в широкой продаже - 50 и 75 Ом. И вот теперь мы возвращаемся к вопросу из темы: какой лучше выбрать для усилителя сотового сигнала.
Казалось бы, что чем меньше сопротивление - тем лучше, так как меньше энергии сигнала будет теряться по пути между элементами усилителя. Но не всё так просто. Волновое сопротивление кабеля должно быть согласовано с антеннами и самим усилителем сигнала .
Иначе в системе может возникнуть эффект стоячей волны. Проявляется он когда часть сигнала отражается от дальнего конца линии (приёмника), возвращается к источнику и может ослабить мощность сигнала. В результате даже на относительно коротком отрезке кабеля может теряться существенная часть энергии принятого от сотовой станции сигнала. Выглядеть это будет как "злая магия", когда по отдельности всё работает и исправно, но после установки на выходе усилителя нет сигнала.
Так вот чтобы этого не произошло важно использовать именно тот тип ВЧ-кабеля, который определён заводом-изготовителем усилителя и антенн . Если в инструкции написано 50 Ом - покупайте кабель 50 Ом, а если 75 Ом - нужен коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом и никак иначе.
Существует стойкое предубеждение и, можно даже сказать, заблуждение многих людей относительно высокочастотных кабелей. Меня, как разработчика антенн, являющегося одновременно и руководителем фирмы по их производству, постоянно одолевают этим вопросом. Попытаюсь раз и навсегда поставить точку в этом вопросе и закрыть тему применения 75 Ом кабелей вместо 50 Ом для целей передачи сигналов небольшой мощности. Я постараюсь не утруждать читателя сложными терминами с формулами, хотя некоторый минимум математики все же необходим для понимания вопроса.
В низкочастотной радиотехнике для передачи сигнала с заданными параметрами ток-напряжение нужен проводник, обладающий некоторыми свойствами изоляции от окружающей среды и погонным сопротивлением, таким, чтобы в точке приема НЧ сигнала мы получили достаточный для последующей обработки сигнал. Иными словами любой проводник обладает сопротивлением, и желательно, чтобы это сопротивление было как можно меньше. Это простое условие для техники низких частот. Для сигналов с малой передаваемой мощностью нам достаточно тонкого провода, для сигналов с большой мощностью мы должны выбирать более толстый провод.
В отличие от низкочастотной радиотехники, в технике высоких частот приходится учитывать много других параметров. Несомненно, как и в НЧ технике, нас интересует передаваемая по среде передачи мощность и сопротивление. То, что на низких частотах мы обычно называем сопротивлением линии передачи, на высоких частотах называют потерями. На низкой частоте потери, прежде всего, определяются собственным погонным сопротивлением линии передачи, тогда как на ВЧ появляется, так называемый, Скин-эффект. Скин-эффект – приводит к тому, что ток, вытесняемый высокочастотным магнитным полем течет лишь по поверхности проводника, вернее в его тонком поверхностном слое. Из-за чего эффективное сечение проводника, можно сказать, уменьшается. Т.е. при равных условиях для прокачки одной и той же мощности на низкой частоте и высокой требуются провода разного сечения. Толщина скин-слоя зависит от частоты, с увеличением частоты толщина скин-слоя уменьшается, что приводит к потерям большим, нежели на более низких частотах. Скин-эффект присутствует при переменном токе любой частоты. Для наглядности приведу некоторые примеры.
Так для тока частотой 60 герц, толщина скин-слоя составляет 8,5 мм. А для тока 10 МГц тощина скин-слоя составит всего 0,02 мм. Не правда ли разительная разница? А для частот 100, 1000 или 2000 МГц, толщина проводящего слоя будет и того меньше! Не вдаваясь в математику, скажу, что толщина скин-слоя зависит, прежде всего от удельной проводимости проводника и частоты. Поэтому для передачи максимально большей мощности на ВЧ нам нужно брать кабель с наибольшей площадью поверхности центральной жилы. При этом учитывая, что на СВЧ толщина скин-слоя мала нам вовсе необязательно использовать цельный медный кабель. Разницы от использования кабеля со стальным центральным проводником покрытым тонким слоем меди вы вероятно даже не заметите. Разве что он будет более жестким на изгиб. Разумеется, что желательно наличие более толстого слоя меди на стальном проводнике. Использование цельного медного кабеля имеет, конечно, преимущества, он более гибкий, по нему можно передавать большую мощность на более низких частотах. Также зачастую по коаксиальному кабелю передают напряжение питания постоянного тока предусилителей, и тут также вне конкуренции медный кабель. Но для передачи небольшой мощности не более 10-200 мВт на СВЧ с экономической точки зрения, более оправданным будет применение именно омедненного кабеля. Будем считать, что вопрос выбора между омедненными и медными кабелями закрыли.
Для понимания различия кабелей в волновом сопротивлении, я не стану рассказывать, что такое волновое сопротивление кабеля. Как ни странно, это не нужно для понимания разницы. Для начала разберемся, почему существуют кабели с разными волновыми сопротивлениями. Прежде всего, это связанно с историей становления радиотехники. На заре радиотехники выбор изолирующих материалов для коаксиальных кабелей был сильно ограничен. Это сейчас мы нормально воспринимаем наличие огромного ряда пластиков, вспененных диэлектриков, резины со свойствами проводников или керамики. 80 лет назад ничего этого не было. Была резина, полиэтилен, парафин, бакелит, в 30-х годах изобретен фторопласт (он же тефлон). Волновое сопротивление кабелей определяется соотношением диаметров центрального внутреннего проводника и внешнего диаметра кабеля.
Ниже приведена номограмма.
Толщина центрального проводника определяется его способностью пропускать наибольшую мощность. Внешний диаметр выбирается в зависимости от используемого диэлектрика – заполнителя находящегося между двумя проводниками. Используя номограмму становится понятно, что диапазон удобных для промышленного изготовления волновых сопротивлений кабелей лежит в пределах 25 – 100 Ом.
Итак, один из критериев – технологичность изготовления. Следующим критерием является максимальная передаваемая мощность. Опустив математику сообщу, что для передачи максимальной мощности с использованием наиболее широко распространенных диэлектриков оптимально волновое сопротивление в диапазоне 20-30 Ом. В тоже время минимальному затуханию соответствуют волновые сопротивления 50-75 Ом. Причем кабели с волновым сопротивлением в 75 Ом имеют меньшее затухание, чем кабели с волновым сопротивлением 50 Ом. Становится более-менее понятно, что для передачи малых мощностей выгоднее использовать 75 Ом кабель, а для передачи большой мощности - 50 Ом.
Теперь считаю необходимым рассмотреть менее важный вопрос о согласовании линии передачи. Попытаюсь просто ответить на вопросы о том, можно ли подключить 75 Ом кабель вместо 50 Ом.
Понимание вопросов согласования требует специальных познаний в радиотехнике. Поэтому ограничимся лишь констатацией фактов. А факты таковы, что для передачи сигнала с наименьшими потерями внутреннее сопротивление источника сигнала должно быть равным волновому сопротивлению кабеля. В тоже время волновое сопротивление кабеля должно быть равным волновому сопротивлению нагрузки. Иными словами источник сигнала – передатчик, нагрузка – антенна. Разберем несколько ситуаций, в которых для упрощения будем считать кабель идеальным без потерь, и передаваемая по кабелю мощность небольшая - до 100-200 милливатт (20 dBm).
Рассмотрим ситуацию, когда выходное волновое сопротивление передатчика 50 Ом, мы подключаем к нему 50 Ом кабель и 75 Ом антенну. В этом случае потери составят 20% от выходной мощности. Много ли это? Ответ неоднозначный. Дело в том, что в ВЧ радиотехнике оперируют в основном логарифмическими величинами, приведенными к децибелам. И если 20% перевести в децибелы, то потери в линии составят всего 0,18 дБ.
Если мы подключаем передатчик с 50 Ом выходом к 75 Ом кабелю и далее к 50 Ом антенне. В этом случае теряется 40% мощности. Но приведя это значение к децибелам, выясняется, что потери составят всего лишь 0,757дБ.
Теперь рассмотрим типовые затухания кабелей для частоты 2000 МГц. И сравним, что лучше применить: 20 метров кабеля 75 Ом или 20 метров кабеля 50 Ом.
Затухание на 20 метрах для известного дорогого кабеля марки Radiolab 5D-FB составляет 0,3*20= 6 дБ.
Затухание на 20 метрах для качественного кабеля Cavel SAT703 составляет 0,29*20= 5,8 дБ.
Учтя потери на рассогласовании – 0,757 дБ, мы получим, что выигрыш от применения 50 Ом кабеля составляет всего 0,557 дБ. Это примерно соответствует 2-м лишним метрам кабеля.
А теперь сравним цену. 20 метров кабеля Radiolab 5D-FB стоят в лучшем случае примерно 100*20=2000 руб. В тоже время 20 метров кабеля Cavel SAT703 стоит 40*20=800 руб. Разница в цене 1200 руб. весьма ощутимая. Также, не забывайте про разъемы: около 600 рублей для Radiolab против 15 рублей для SAT703. К достоинствам 75 Ом кабелей можно отнести также легкость их разделки, доступность разъемов. Поэтому если кто-то в очередной раз начнет умничать и говорить вам, что для 3G модема ну никак нельзя использовать 75 Ом кабель, то с чистой совестью пошлите его ….й или ко мне за нашими замечательными антеннами. Спасибо за внимание.
Скажем честно, это изобилие иногда ставит в тупик даже специалистов. Поэтому, мы хотим рассказать, какой кабель нужен для подключения телевизора, и как проверить, тот ли вид предлагает мастер для установки.
Строение телевизионного кабеля
Устроены кабели, в общем-то, одинаково. Есть главная центральная жила или внутренний проводник. Жила спрятана в изолирующую оболочку, поверх которой проложены экран и оплётка. И завершает всё защитная оболочка.
Примечание! Кабель такого строения еще называют коаксиальным. Таким образом, кабель для телевизора является коаксиальным.
Внутренний проводник передаёт сигнал во всех видах телевидения и питание для конвертера в спутниковом ТВ. Поэтому он сделан из меди или стали с омеднением. То есть сама жилка стальная, а поверх - тонкий слой меди, вроде как в ванночку с медным расплавом стальной проводок окунули. Чисто медный сердечник нужен только для спутника, для остальных отлично работает стальной с омеднением. Плюс, цена кабеля ниже, а качество на высоте.
Экран и оплётка исполняют роль защиты от различных помех. Чем качественнее они сделаны, тем лучше будет телесигнал. Экран изготавливается из алюминиевой фольги и / или алюминиевого лавсана (экран), оплетка - из алюминиевой, медной или лужёно-медной проволоки. Средний показатель защиты или коэффициент экранирования 60-80 дБ, высокий начинается от 90 дБ.
Внутренний пластиковый диэлектрик надёжно прячет центральную жилу, защищая её от повреждений. А также изолирует от контакта с экраном и оплёткой. Внешняя оболочка из поливинилхлорида (ПВХ) закрывает всю начинку кабеля, предохраняя от повреждений и воздействия извне. Например, от воды, пыли, перепадов температуры и прочих неприятностей. Ведь часто кабели прокладывают не только в помещениях, но и на улице.
Марки и характеристики антенного кабеля для телевизора
Коаксиальный антенный кабель выпускается под разными марками, из них чаще всего используются: SAT 50, SAT 703, RG 6, RG 59, DG 113, РК 75. Все они имеют волновое сопротивление 75 Ом и подходят для подключения одного или нескольких телевизоров. Теперь давайте поговорим про каждый вид поподробнее.
Кабель RG-6
Бренд российский, но сделано в Китае. Центральная жила медная или стальная с омеднением, толщина 1.0 мм, спрятана в оболочке из вспененного полиэтилена. Кабель имеет экран из фольги, медную или алюминиевую оплётку и защитную ПВХ-оболочку. Общая толщина провода 6-6,8 мм. Чаще всего, марку RG 6 берут для кабельного, обычного и цифрового ТВ. Это самая недорогая разновидность с ценой за метр от 10 рублей.
Кабель РК 75
Аналог RG-6 по характеристикам, производится в России. Центральная жила из меди, толщина 1.0 мм, диэлектрик ПЭ, экран из медной оплётки или двойной из алюминиевого лавсана и лужёной меди (фольга и оплётка). Кабель с одинарным экраном можно использовать для эфирного и кабельного ТВ, с двойным – еще и для спутниковой антенны внутри здания.
Кабель RG 59
Более тонкий вариант RG-6 с толщиной центральной жилы 0.5-0.58 мм и наружным диаметром 5.4-6.0мм. Подходит для передачи всех видов сигналов, в том числе спутникового, но на расстояние в пределах 190 м. Из-за тонкости основного проводника сигнал в кабеле затухает на 50% сильнее, и потеря качества изображения возрастает с каждым метром.
Кабель SAT 50
Производитель — итальянская компания Cavel. Центральная медная жила 1.0 мм, экран усиленный, состоит из двух слоёв фольги и медно-оловянной оплётки, коэффициент экранирования от 60 дБ. Оболочка проводника сделана из PEG-диэлектрика, наружная из ПВХ, диаметр кабеля 6,6 мм, кг. Может передавать все виды телесигналов — эфир, кабельное, цифровое и спутниковое. Цена за метр от 30 рублей.
Кабель SAT 703
Также продукция под маркой Cavel. Центральный проводник из меди толщиной 1.13 мм. Экран из двух слоёв алюминиево-пластиковой фольги и медно-оловянной оплётки, коэффициент экранирования от 80 дБ, оболочки из PEG-диэлектрика и ПВХ, общая толщина — 6,6 мм. Качественно передаёт все телесигналы и рекомендуется для спутникового ТВ, в том числе и для прокладки на улице. Цена метра от 40 рублей.
Кабель DG 113
Производитель Cavel, технические показатели аналогичны марке SAT 703, но коэффициент экранирования у DG 113 выше и начинается от 90 дБ. Это обеспечивает высокое качество передачи высокочастотных сигналов без помех. Отличный кабель для спутниковой антенны внутри помещений. Самый дорогой антенный кабель. Стоимость метра начинается от 65 рублей.
Столько вариантов – какой же ТВ кабель лучше
По опыту работы со слаботочкой, советуем брать качественный кабель CAVEL. Итальянцы собаку съели на производстве антенных проводов за 47 лет работы. И марка стала эталонной во всём мире. Конечно, стоит такой кабель дороже, но он всегда оправдывает вложения на 100%.
Спутниковое, кабельное, цифровое ТВ - какой кабель выбрать
Наверняка вас интересует:
- какой антенный кабель нужен для цифрового телевидения;
- какой телевизионный кабель лучше подойдет для кабельного тв;
- какой телевизионный провод лучше взять для спутниковой антенны.
Из практики знаем точно, что делить на столько видов телевидения и подбирать кабель под каждый — пустая трата времени и денег. Причина простая, частоты каналов, обычного эфирного, цифрового тв и кабельных каналов, не сильно отстоят друг от друга и умещаются в диапазоне от 49 до 800 МГц.
Антенный провод для спутникового телевидения
Частоты вещания каналов у спутников выше и измеряются в тысячах мегагерц. Кабель должен передавать их без значительных потерь, которые в высокочастотном диапазоне ощутимые и быстро растут с каждым метром. Плюс, идёт передача специмпульсов и тока питания для конвертерного гетеродина.
К тому же, спутниковые каналы более чувствительны к радиоэлектронным помехам, а значит, требуется эффективное экранирование кабеля. Устойчивость внешней оболочки тоже вещь важная. Спутниковая тарелка стоит снаружи, и часть провода окажется на улице. А там все прелести погоды и осадки примутся активно старить и разрушать оболочку
Поэтому, выбирайте качественный кабель с меньшим затуханием, прочной медной жилой, отличным экраном и надёжной оболочкой с углеродной защитой.
Оптимальный вариант
Без ужимок и танцев с бубном скажем, что качественный фирменный телевизионный кабель Cavel — это супероптимальный вариант, по соотношению цена-универсальность. Вы получаете гораздо больше, чем просто отличные технические характеристики и красивую картинку в телевизоре.
Подведём итоги
Казалось бы, кабель на 50 или 75 Ом такая привычная для нас вещь, что многие даже не задумывались, почему используются именно эти значения. Некоторые объясняют это тем, что для таких значений проще сделать согласующее устройство для антенны, кто-то говорит, что так сложилось исторически или такие кабели просто дешевле в изготовлении и они более гибкие, другие же объясняют это меньшим затуханием в волноводе. Все они отчасти правы. Но все-таки, как получаются именно 50 и 75 Ом? Об этом вы прочитаете под катом.
Коаксиальный волновод необходим для передачи энергии от антенны к приемному устройству, или же от передающего устройства к антенне.
Для приемника важно, чтобы волновод вносил как можно меньшее затухание, а для передатчика важно, чтобы был максимальный коэффициент передачи по мощности. Задавшись этими условиями можно произвести некоторый расчет и посмотреть, что в итоге получится.
Как мы уже сказали выше, для приемника необходимо наименьшее затухание в волноводе, то есть как можно большая амплитуда напряженности, которая определяется следующим выражением:
Активное сопротивление коаксиального кабеля обратно пропорционально диаметру его проводников, проводимости материала из которого сделаны проводники и толщине скин-слоя
Подставим полученные выражения в формулу коэффициента затухания,
Продифференцируем функцию коэффициента затухания по ,
Приравняв производную к нулю, решим уравнение
Волновое сопротивление волновода при таком соотношении диаметров оплетки и центральной жилы составляет 77 Ом,
Наименьшее ослабление сигнала в коаксиальном кабеле достигается при данном волновом сопротивлении. Для приемных систем было принято как стандарт округленное значение — 75 Ом.
В случае передатчика, то есть когда важен коэффициент передачи по мощности, с учетом напряженности пробоя коаксиальной линии получаем следующее:
известная со школы формула, только в ней нам следует учесть напряженность пробоя и вместо использовать волновое сопротивление .
Напряженность пробоя
выразив отсюда и подставив в формулу мощности получим,
Продифференцируем по ,
Приравняв производную к нулю, решим уравнение,
При таком соотношении диаметров волновое сопротивление коаксиального волновода
Максимальный коэффициент передачи по мощности с точки зрения передатчика наблюдается при сопротивлении 30 Ом, с учетом максимального напряжения пробоя.
Думаю, не сложно догадаться, зная оптимальные волновые сопротивления для приемника и передатчика, какое оптимальное сопротивление коаксиального волновода для приемопередатчика. Правильно, 50 Ом.
На практике же самым распространенным коаксиальным кабелем является 50 Ом кабель, поскольку в нем совмещена возможность передачи радиосигналов с небольшими потерями в кабеле, а так же близкие к предельно достижимым показания электрической прочности и передаваемой мощности.
В телевидении применение 75 Ом коаксиальных кабелей объясняется тем, что как было посчитано выше, такие кабели обладают наименьшим ослаблением сигнала, что и нужно для телевизионного приемника.
Комментарии ( 23 )
Такой ответ можно дать не читаю статью. А нормального объяснения, что как и почему получается (конкретно в цифрах) я не нашел, по крайней мере на русском.
Это все понятно. Я всего лишь пытался пойти чуть дальше и ответить на вопрос почему именно значения 50 и 75 Ом.
— минимальные потери в линии — при волновом сопротивлении 77 Ом (при воздушном диэлектрике) или 64 Ом (полиэтилен);
— максимальное возможное напряжение в кабеле — при волновом сопротивлении 52 Ом (любой диэлектрик);
— максимальная пропускаемая мощность — при волновом сопротивлении 30 Ом (любой диэлектрик).
Для желающих вникнуть глубже — там был линк на статью с выкладками. Правда, не помню, на каком языке.
И только ли потому выбрали 50 Ом, что это компромисс? В цитате есть еще одна цифра:
Что достаточно близко к выбранному.
Не совсем ясно и почему 75 Ом для ТВ. Ведь бытовые ТВ-кабели практически всегда имеют полиэтиленовую изоляцию, а для нее оптимум — 64 Ом.
— максимальное возможное напряжение в кабеле — при волновом сопротивлении 52 Ом (любой диэлектрик);
— максимальная пропускаемая мощность — при волновом сопротивлении 30 Ом (любой диэлектрик).
А чем еще определяется максимальная пропускаемая мощность кроме напряжения пробоя в кабеле?
По поводу ТВ. В линиях передач используются не только кабеля с полиэтиленовыми и прочими диэлектриками, но и разъемы и переходники, в которых диэлектриком является воздух. На РТПЦ используют волноводы с воздушным диэлектриком (я правда не уверен, что 75 Ом). Других объяснений найти не могу.
Речь шла о максимальной передаваемой мощности в кабеле. Она ограничивается напряжением пробоя. Можно уменьшить сопротивление кабеля, увеличив диаметр центральной жилы и тем самым уменьшив расстояние между оплеткой и центральным проводником, но при этом уменьшиться напряжение пробоя.
Причем здесь оптимум по напряжению?
Только при том, что в других статьях он рассчитывается, а у вас — нет, но это ваше право.
По моему мнению, его тоже стоит привести.
Вы рассчитывали оптимум волнового сопротивления по двум критериям: минимальных потерь, максимальной передаваемой мощности.
Вы бы хоть аргументировали и конкретизировали. Статья не претендует на звание научной! Не отрицаю, что где-то мог не корректно выразится или употребить термин.
Для приемника важно, чтобы волновод вносил как можно меньшее затухание, а для передатчика важно, чтобы был максимальный коэффициент передачи по мощности.
Как мы уже сказали выше, для приемника необходимо наименьшее затухание в волноводе, то есть как можно большая амплитуда напряженности, которая определяется следующим выражением:
Напряжённости чего? Электрического поля? Почему не магнитного? Почему не говорить о напряжении и токе, и ещё о мощности?
Волновод — искусственный или естественный канал, способный поддерживать распространяющиеся вдоль него волны, поля которых сосредоточены внутри канала или в примыкающей к нему области.
Для приемника важно, чтобы волновод вносил как можно меньшее затухание, а для передатчика важно, чтобы был максимальный коэффициент передачи по мощности.
Для передатчика это тоже важно. Для передатчика это не очень важно, ведь можно увеличить его мощность.
Имеются другие критерии?
Вы мне дали множество ссылок, вы их сами хоть читали? Почитайте хотя бы википедию
Читайте также: