同轴电缆技术参数(一)
一、工程常用同軸電纜類型及性能:
1.SYV75-3、5、7、9…,75歐姆,聚乙烯絕緣實(shí)心同軸電纜。近些年有人把它稱為“視頻電纜”;?
2.SYWV75-3、5、7、9…75歐姆,物理發(fā)泡聚乙烯絕緣同軸電纜。有人把它稱為“射頻電纜”;
3.基本性能:?
(1)SYV物理結(jié)構(gòu)是100%聚乙烯絕緣;SYWV 是發(fā)泡率占70-80%的物理發(fā)泡聚乙烯絕緣電纜;?
(2)由于介電損耗原因,SYV實(shí)心電纜衰減明顯要大于SYWV物理發(fā)泡電纜;在常用工程電纜中,目前物理發(fā)泡電纜仍然是傳輸性能最好價(jià)格最低的電纜,在視頻、射頻、微波各個(gè)波段都是這樣的。廠家給出的測(cè)試數(shù)據(jù)也說(shuō)明了這一點(diǎn);
(3)同軸電纜都可以在直流、射頻、微波波段應(yīng)用。 按照“射頻”/“視頻”來(lái)區(qū)分電纜,不僅依據(jù)不足,還容易產(chǎn)生誤導(dǎo):似乎視頻傳輸必須或只能選擇實(shí)心電纜(選擇衰減大的,價(jià)格高的?);從工程應(yīng)用角度看,還是按“實(shí)芯”和“發(fā)泡”電纜來(lái)區(qū)分類型更實(shí)用一些;
(4)高編(128)與低編(64)電纜特性的區(qū)別:據(jù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究表明,在200KHz以下頻段,高編電纜屏蔽層的“低電阻”起主要作用,所以低頻傳輸衰減小于低編電纜。但在200-300KHz以上的視頻、射頻、微波波段,由于“高頻趨膚效應(yīng)”起主要作用,高編電纜已失去“低電阻”優(yōu)勢(shì),所以高頻衰減兩種電纜基本是相同的。
二、了解同軸電纜的視頻傳輸特性——“衰減頻率特性”
同軸電纜廠家,一般只給出幾十到幾百兆赫的幾個(gè)射頻點(diǎn)的衰減數(shù)據(jù),都還沒有提供視頻頻段的詳細(xì)數(shù)據(jù)和特性;實(shí)驗(yàn)室對(duì)典型的SYWV75-5、7/64編電纜進(jìn)行了研究測(cè)試:?
1.電纜越細(xì),衰減越大:如75-7電纜1000米的衰減,與75-5電纜600多米衰減大致相當(dāng),或者說(shuō)1000米的75-7電纜傳輸效果與75-5電纜600多米電纜傳輸效果大致相當(dāng);?
2.電纜越長(zhǎng),衰減越大:如75-5電纜750米,6M頻率衰減的“分貝數(shù)”,為1000米衰減“分貝數(shù)”的75%,即15db;2000米(1000+1000)衰減為20+20=40db,其他各頻率點(diǎn)的計(jì)算方法一樣。依照上面1000米電纜測(cè)試數(shù)據(jù),計(jì)算不同長(zhǎng)度電纜衰減時(shí),請(qǐng)記住“分貝數(shù)是加堿關(guān)系”或“衰減分貝數(shù)可以按照長(zhǎng)度變化的百分比關(guān)系計(jì)算”,就可以靈活運(yùn)用了;?
3.頻率失真特性:低頻衰減少,高頻衰減大。高/低邊頻衰減量之差,可叫做“邊頻差值”,這是一個(gè)十分重要參數(shù)。電纜越長(zhǎng),“邊頻差值”越大;充分認(rèn)識(shí)和掌握同軸電纜的這種 “頻率失真特性”,這在工程上具有十分重要的意義;這是影響圖像質(zhì)量最關(guān)鍵的特性,也是工程中最容易被忽視的問(wèn)題;
三、工程應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)?
1.視頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)很多,這里僅舉一個(gè)十分重要的“頻率特性”例子來(lái)理解。視頻圖像信號(hào)是由0-6M不同頻率分量組成的。低頻成分主要影響亮度和對(duì)比度,高頻分量主要影響色度、清晰度和分辨率。顯然,對(duì)視頻傳輸?shù)幕疽?#xff0c;不是只恢復(fù)攝像機(jī)原信號(hào)亮度、對(duì)比度就行了,而且還必須恢復(fù)攝像機(jī)原信號(hào)中各種頻率份量的相對(duì)比例關(guān)系。“恢復(fù)”不可能是100%,而是允許有一個(gè)“失真度”范圍要求的標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)”的“失真度范圍”,在圖像上用肉眼應(yīng)該是分辨不出來(lái)的。反過(guò)來(lái)說(shuō),如果在圖像上已經(jīng)能夠觀察出一點(diǎn)“失真”了,那不管你主觀認(rèn)為圖像“還行,可以,不錯(cuò)”甚至“雙方認(rèn)可驗(yàn)收”等等,這時(shí)的視頻傳輸質(zhì)量,都是“不合格的”。要把工程圖像做好,首先就應(yīng)該選擇合格的傳輸設(shè)備,追求視頻傳輸質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。
2.“視頻傳輸”標(biāo)準(zhǔn): 對(duì)于視頻傳輸,我國(guó)廣播級(jí)視頻失真度標(biāo)準(zhǔn)要求:5M以下幅頻特性誤差范圍為±0.75db, 即91.7—109%;6M頻點(diǎn)為70.7—109%;監(jiān)控行業(yè)的要求略低一些,,0—6M全范圍為±1.5db,即84—118.8%;這個(gè)傳輸頻率特性要求,與一般“3db通頻帶”的概念一樣;這里須強(qiáng)調(diào):要保證圖像質(zhì)量,視頻傳輸系統(tǒng)(產(chǎn)品)的頻率失真范圍應(yīng)小于3db;“3db帶寬”這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),適用于光纜、射頻、微波、同軸和雙絞線等各種視頻傳輸系統(tǒng)產(chǎn)品;這是為了保證圖像質(zhì)量,對(duì)視頻傳輸系統(tǒng)的要求。
3.攝像機(jī)信號(hào)不加放大補(bǔ)償,只用同軸電纜傳輸時(shí),按照“3db帶寬”這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求,并結(jié)合上面的電纜衰減特性,75-5電纜,不超過(guò)3db失真度的電纜長(zhǎng)度計(jì)算方法是:1000米20db,20/3=6.67,1000/6.67=150米,75-7電纜為236米。不同廠家不同批次的電纜特性有一定差別,實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,參照這個(gè)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和施工,圖像質(zhì)量一般會(huì)有保證的。(準(zhǔn)確計(jì)算應(yīng)按照“邊頻差值”計(jì)算,上面計(jì)算忽略了低頻衰減);
4.實(shí)心聚乙烯絕緣電纜,衰減量大于物理發(fā)泡電纜。所以3db帶寬有效傳輸距離少于上面計(jì)算值,工程上大致可按90%左右估算。如實(shí)芯75-5電纜“3db帶寬”傳輸距離大約為150*0.9=135米;?
5.高編電纜:盡管200k以下的衰減小于低編電纜,但200-300k以上的傳輸衰減與低編電纜一樣,所以3db帶寬傳輸距離,反而低于上述計(jì)算值,這是由于高編電纜的“邊頻差值”更大的因素造成的,“邊頻差值”越大,放大補(bǔ)償?shù)碾y度越大;
6.同軸電纜加放大補(bǔ)償?shù)囊曨l傳輸方式:這時(shí)系統(tǒng)傳輸特性是同軸電纜的衰減頻率特性和放大補(bǔ)償?shù)摹霸鲆骖l率特性”之和,放大補(bǔ)償?shù)摹霸鲆骖l率特性”,應(yīng)該能有效補(bǔ)償電纜的頻率衰減特性,且二者應(yīng)該始終保持相反、互補(bǔ)關(guān)系,這才可以有效擴(kuò)展同軸電纜的傳輸距離。目前這項(xiàng)同軸視頻傳輸技術(shù),產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到的技術(shù)水平是:只用一級(jí)末端補(bǔ)償(無(wú)前端無(wú)中繼),75-5電纜在2km,75-7電纜在3km范圍以內(nèi)的任意距離上,都可以實(shí)現(xiàn)上述傳輸標(biāo)準(zhǔn);傳輸距離和傳輸質(zhì)量已經(jīng)和多模光端機(jī)相當(dāng),而在傳輸成本、施工維護(hù)和圖像質(zhì)量可控恢復(fù)功能方面,都具有獨(dú)特的實(shí)用優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì);這就是說(shuō),同軸視頻傳輸技術(shù),以將有效監(jiān)控范圍擴(kuò)展到了2-3公里,且是我國(guó)自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)。?
四、同軸電纜的抗干擾性能
[工程經(jīng)驗(yàn)]:一路本來(lái)沒有干擾的圖像,運(yùn)行中偶然出現(xiàn)了干擾,經(jīng)檢查是BNC電纜頭接地不良引起的。重新焊好后,干擾消失了,圖像恢復(fù)正常。?
這說(shuō)明什么問(wèn)題呢?
一是說(shuō)明周圍環(huán)境確有外界電磁干擾存在,
二是說(shuō)明在正常情況下,同軸電纜可以把這類干擾屏蔽掉,
三是說(shuō)明BNC電纜頭接地不良,破壞了電纜的屏蔽性能,使原來(lái)已經(jīng)被屏蔽掉的干擾,在新的條件下又顯現(xiàn)出來(lái)了。
這就是我們探討干擾產(chǎn)生原理的啟發(fā)點(diǎn)。對(duì)于干擾的探討,實(shí)驗(yàn)室的研究成果表明:?
1.同軸干擾形成原理:就像天線接收電磁波原理一樣,電纜外部客觀存在的交變電磁場(chǎng),可以在電纜外導(dǎo)體上產(chǎn)生干擾感應(yīng)電流——干擾感應(yīng)電流在電纜“縱向電阻(阻抗)”Rd上,會(huì)形成干擾感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(電壓)Vi——干擾感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)剛好串聯(lián)在視頻信號(hào)傳輸回路里,與視頻信號(hào)一起加到末端負(fù)載Rh上,形成了干擾。?
2.當(dāng)電纜外導(dǎo)體電阻很小,或當(dāng)外界電磁干擾不是很強(qiáng),感應(yīng)電流很小,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也就很小,而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于視頻信號(hào),這時(shí)就可以認(rèn)為“沒有干擾”。這就是同軸電纜屏蔽干擾的作用;?
3.在上面工程經(jīng)驗(yàn)中,當(dāng)接頭沒有焊接好、接觸不良、編織層在穿管時(shí)被拉斷、或在電梯隨行電纜中,長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)彎曲加上垂直重力作用編織層被逐步拉斷時(shí),都會(huì)造成外導(dǎo)體電阻增加,導(dǎo)致“干擾感應(yīng)電壓”升高,視頻信號(hào)傳輸效率(分壓比例)降低,使原來(lái)沒有顯現(xiàn)出來(lái)的“干擾”也出現(xiàn)了;?
4.工程中的“地電位”干擾也是通過(guò)同軸電纜外導(dǎo)體電阻才起作用的,所以單端接地可有效排除;
5.四屏蔽高編(128)電纜外導(dǎo)體電阻比低編電纜小,所以形成的干擾感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也要低一些,這種“低一些”的效果,只是對(duì)低頻干擾而言的(歐姆電阻為主)。對(duì)于高頻干擾,由于趨膚效應(yīng),高、低編電纜的表面阻抗基本一樣,所以對(duì)高頻的抗干擾效果區(qū)別不大。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的同轴电缆技术参数(一)的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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