Соединение коаксиальных кабелей разно

Разделка и обжим коаксиального кабеля

Коаксиальный кабель — самый распространенный в практике передачи видеосигналов и самый дешевый, самый надежный, самый удобный и самый простой способ передачи электронных изображений в системах телевизионного наблюдения (СТН).

Коаксиальный кабель выпускается многими изготовителями с самыми разнообразными размерами, формами, цветами, характеристиками и параметрами. Чаще всего рекомендуют использовать кабели типа RG59/U, однако фактически это семейство включает кабели с самыми разнообразными электрическими характеристиками. В системах телевизионного наблюдения и в других областях, где применяются телекамеры и видеоустройства, также широко используются похожие на RG59/U кабели RG6/U и RG11/U.

Хотя все эти группы кабелей во многом похожи друг на друга, у каждого кабеля есть свои собственные физические и электрические характеристики, которые необходимо принимать во внимание.
Все три упомянутые группы кабелей относятся к одному и тому же общему семейству коаксиальных кабелей. Буквы RG означают «radio guide» (радиочастотный волновод), а числа обозначают различные виды кабеля. Хотя у каждого кабеля есть свой номер, свои характеристики и размеры, в принципе все эти кабели устроены и работают одинаково.

Частотная зависимость характеристики затухания от длины ограничивает дистанцию применения требованиями по разрешающей способности в системе. Для систем с высоким разрешением (более 400 ТВЛ) необходимо соблюдать следующие ограничения: для кабелей RG-59 или РК-75-4 максимальная дистанция передачи видео до 300м; для кабелей RG-11 или РК-75-7 максимальная дистанция передачи видео до 500м. При большом пространственном разносе источника и приемника сигналов требуются специальные меры по гальванической развязке. С увеличением длины коаксиального кабеля увеличивается степень воздействия на него внешних помех, растет затухание сигнала при его прохождении по кабелю. При превышении определенной длины кабеля потери в нем приводят сначала к уменьшению яркости, а затем к размытости пикселов и появлению характерного темного шлейфа от темных элементов изображения. Величина затухания зависит от качества материалов, применяемых для изготовления кабеля. О погонном затухании в коаксиальном кабеле типа РК можно судить по его конструкции: чем больше диаметр внутренней изоляции кабелей (в обозначении марки кабеля он указан в миллиметрах после цифры 75), тем меньше его погонное затухание.

Строение коаксиального кабеля

Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, внутреннего диэлектрика, экрана и внешней оболочки.

Центральная жила – главное средство передачи видеосигнала. Диаметр центральной жилы обычно находится в пределах от 14 до 22 калибра по американскому сортименту проводов (AWG). Она либо медная целиком, либо стальная с медным покрытием (сталь, плакированная медью), в последнем случае жилу также называют неизолированным омедненным проводом (BCW, Bare Copper Weld). Центральная жила кабеля для систем СТН должна быть медной. Кабели, центральная жила которых не полностью медная, а только покрыта медью, имеют намного большее сопротивление контура на частотах видеосигнала, поэтому их нельзя применять в системах СТН. Чтобы определить тип кабеля, посмотрите на сечение его центральной жилы. Если жила является стальной с медным покрытием, то ее центральная часть будет серебристого цвета, а не медного. От диаметра центральной жилы зависит активное сопротивление кабеля, то есть его сопротивление постоянному току. Чем больше диаметр центральной жилы, тем меньше ее сопротивление. Кабель с центральной жилой большого диаметра (а значит с меньшим сопротивлением) может передавать видеосигнал на большее расстояние с меньшими искажениями, но зато более дорог и менее гибок.

Если условия эксплуатации кабеля таковы, что он может часто изгибаться в вертикальном или горизонтальном направлении, выберите кабель с многожильным центральным проводником, который сделан из большого количества проводов малого диаметра. Многожильный кабель более гибкий по сравнению с одножильным и более стойкий с точки зрения усталости метала при изгибе.

Рис. 1. Коаксиальный кабель с центральным одножильным проводником и двойным экраном

Рис. 2. Коаксиальный кабель с центральным многожильным проводником и экраном-оплеткой

Одножильный — это центральный проводник, выполненный в виде одного прямого провода (рис. 1). Одножильный проводник хорошо формуется, но не отличается хорошей гибкостью. Поэтому кабели с одножильным проводником обычно используются в стационарных инсталляциях.
Витой многожильный — представляет собой проводник, состоящий из множества тонких проводов, свитых вместе (рис. 2). Эти кабели гибкие, они легче и применяются в основном в мобильных инсталляциях. Однако по своим характеристикам такой кабель несколько уступает кабелю с одножильным проводником такого же типоразмера.

Центральная жила равномерно окружена диэлектрическим изоляционным материалом, обычно это полиуретан или полиэтилен. Обычно в кабелях общего назначения используется полиэтилен, а для производства негорючих кабелей — фторсодержащие полимеры. Дешевые кабели имеют диэлектрик из твердого полиэтилена. Более серьезный производитель использует вспененный полиэтилен, который обеспечивает более низкое погонное затухание сигнала в кабеле на высоких частотах.

Толщина слоя этого диэлектрического изолятора одинакова по всей длине коаксиального кабеля, благодаря чему эксплуатационные характеристики кабеля по всей его длине одинаковы. Диэлектрики из пористого или вспененного полиуретана меньше ослабляют видеосигнал, чем диэлектрики из твердого полиэтилена. При расчете потерь по длине для любого кабеля желательны меньшие потери по длине. Кроме того, вспененный диэлектрик придает кабелю большую гибкость, которая облегчает работу монтажников. Но хотя электрические характеристики кабеля с вспененным диэлектрическим материалом более высоки, такой материал может поглощать влагу, которая ухудшает эти характеристики.

Читайте также: Разбор кабеля micro usb

Твердый полиэтилен жестче и лучше сохраняет свою форму, чем вспененный полимер, более устойчив к защемлению и сдавливанию, но прокладывать такой жесткий кабель несколько труднее. Кроме того, потери сигнала на единицу длины у него больше, чем у кабеля с вспененным диэлектриком, и это нужно учитывать, если длина кабеля должна быть большой.

Стоит заметить, что некоторые производители вспенивают диэлектрик химическим способом. В результате получается низкоплотный полиэтиленовый компаунд, подверженный механическим повреждениям и нестабильный к воздействию окружающей среды в виде температуры и влажности.

Наивысшее качество кабеля получается с физически вспененным диэлектриком. Он содержит до 60% воздушных пузырьков, за счет чего уменьшается затухание высоких частот сигнала. По прочности физически вспененный полиэтилен не отличается от обычного твердого невспененного полиэтилена, обеспечивая необходимую гибкость и устойчивость к механическим воздействиям. И, наконец, обладая высокой стойкостью к температурным колебаниям и влажности, физически вспененный диэлектрик обеспечит стабильность параметров и длительную эксплуатацию кабеля.

Снаружи диэлектрический материал покрыт медной оплеткой (экраном), которая является вторым (обычно заземленным) проводником сигналов между телекамерой и монитором. Экран выполняет две важные роли. Он работает как второй проводник, подключенный к общему «земляному» проводу оборудования. В то же время он экранирует сигнальный проводник от посторонних излучений, нежелательных внешних сигналов, или наводок, которые обычно называют электромагнитными помехами (ЭМП) и которые могут неблагоприятно влиять на видеосигнал.

Качество экранирования от электромагнитных помех зависит от содержания меди в оплетке. Коаксиальные кабели рыночного качества содержат неплотную медную оплетку с экранирующим эффектом приблизительно 80%. Такие кабели пригодны для обычных случаев применения, когда электромагнитные помехи малы. Эти кабели хороши в тех случаях, когда они проложены в металлическом кабелепроводе или металлической трубе, которые служат дополнительным экраном.

Если условия эксплуатации не очень хорошо известны и кабель прокладывается не в металлической трубе, которая может служить дополнительной защитой от ЭМП, то лучше выбрать кабель с максимальной защитой от помех или кабель с плотной оплеткой, содержащей больше меди по сравнению с коаксиальными кабелями рыночного качества. Повышение содержания меди обеспечивает лучшее экранирование за счет большего содержания экранирующего материала в более плотной оплетке. Для систем СТН требуются медные проводники.

Существуют различные методы экранировки для кабелей, выполняющих различные задачи. Это экран из фольги, плетеный экран и комбинации из фольги и оплетки.

Оплетка — экран, который изготавливается из множества тонких проводников, сплетенных в виде сетки, охватывающей центральный проводник с внутренним диэлектриком (см. рис. 2). Оплетка обычно обладает меньшим сопротивлением, чем фольга, и отличается лучшей устойчивостью к постороннему электромагнитному полю и электромагнитным наводкам. Наводки имеют различный характер и происхождение. Это могут быть как низкочастотные наводки (например, от промышленной сети питания), так и высокочастотные (ВЧ-шум от работы электронных приборов и при искрении электрических машин).

Оплетка может сочетаться с другими видами экранов, например с алюминиевой или медной фольгой, которые дают наибольшее значение эффективности экранирования, т.к. фольга позволяет обеспечить до 100% экранировки в сочетании с оплеткой (см. рис. 1). Учитывая, что оплетка может обеспечить эффективность экранировки до 90%, чтобы получить 100%, необходимы две оплетки, что существенно увеличивает стоимость кабеля, его вес и ухудшает гибкость. Гораздо легче добиться 100% эффективности экранировки можно сочетанием оплетки и фольги. Об эффективности экранирования коаксиального кабеля можно судить по его конструкции: чем выше плотность внешнего проводника (экрана), тем больше значение этого параметра.

Кабели, в которых экраном служит алюминиевая фольга или оберточный фольговый материал, не пригодны для систем телевизионного наблюдения (СТН). Такие кабели обычно применяются для передачи радиочастотных сигналов в передающих системах и в системах распределения сигнала с коллективной антенны.

Кабели, в которых экран сделан из алюминия или фольги, могут искажать видеосигналы настолько сильно, что качество изображения упадет ниже уровня, требуемого в системах наблюдения, особенно в том случае, когда длина кабеля велика, поэтому такие кабели не рекомендуется применять в системах СТН.

Необходимую защиту внутренних компонентов кабеля обеспечивает внешняя оболочка. Оболочка защищает кабель от климатического, химического воздействия и предохраняет от солнечного света. По типу оболочки кабели можно разделить на стандартные и специального исполнения. Для ее изготовления используются различные материалы, но чаще всего поливинилхлорид (ПВХ). Поставляются кабели с оболочкой различных цветов (черные, белые, желтовато-коричневые, серые) – как для наружной установки, так и для установки в помещениях.

Основные параметры коаксиального кабеля

Импеданс — основной показатель, определяющий возможность передачи энергии сигнала по кабелю между источником и приемником. Все элементы на пути сигнала, разъемы и сам кабель должны иметь один импеданс. Несоблюдение этого правила приводит к внутренним отражениям в кабеле, что может привести к появлению на изображении двойных контуров. Самой частой причиной появления отражений являются некачественные разъемы или их неправильная установка, а также применение разъемов и кабелей разного импеданса.
Стандартный импеданс видеокабелей составляет 75 Ом.

Затухание — показатель потерь энергии сигнала внутри кабеля. Каждый кабель имеет свои частотные свойства, поэтому ослабление на разных частотах тоже разное и чем частота выше, тем ослабление больше.

Сопротивление — показатель качества проводника, буквально показывающий, какая часть энергии сигнала превратится в тепло. Результат таких потерь — снижение уровня сигнала, а соответственно, динамической яркости изображения.
Сопротивление измеряется в омах (?), и именуется иначе как сопротивление постоянному току или активное сопротивление. Для кабелей сопротивление указывается как Ом на 100 метров (?/100m) или Ом на 1000 футов (?/1,000 feet) и может именоваться также как погонное сопротивление.
Сопротивление зависит от материала проводника, его размеров и температуры.
Лучшие кабели имеют сигнальные проводники из химически чистой меди или покрываются тонким слоем серебра.

Емкость. По конструкции любой коаксиальный кабель — вытянутый конденсатор. Емкость измеряется в фарадах (F), а емкость кабеля в пикофарадах на метр (pF/m) или в пикофарадах на фут (pF/ft).
Емкость кабеля влияет на высокочастотные составляющие видеосигнала, то есть на четкость и детализацию изображения. Емкость определяется качеством диэлектрика и конструкцией кабеля. Этот параметр особенно важен при передаче цифровых сигналов.

Применяемые для систем видеонаблюдения коаксильные кабели всех видов (кабели снижения, магистральный кабель, распределительный кабель, абонентский кабель) должны иметь волновое сопротивление 75 Ом.
Условные обозначения отечественных коаксиальных кабелей согласно ГОСТу 11326.0.78 имеет следующий вид:РК.W-d-mn-q.
Первые две буквы (РК) указывают тип кабеля-радиочастотный, коаксиальный.
Первое число W означает величину номинального волнового сопротивления (50, 75, 100, 150, 200 Ом).
Второе число d соответствует номинальному диаметру изоляции округленному до меньшего ближайшего целого числа для диаметров более 2 мм (за исключением диаметра 2,95 мм, который округляется до 3 мм и диаметра 3,7 мм, который не округляется).
В зависимости от диаметра по изоляции кабеля подразделяются на субминиатюрные (до 1 мм), миниатюрные (1,5-2,95 мм), среднегабаритные (3,7-11,5 мм) и крупногабаритные (более 11,5 мм). Номинальный диаметр по изоляции коаксиального кабеля должен быть равен одной из величин следующего ряда:
0,15; 0,3; 0,6; 0,87; 1; 1,5; 2,2; 2,95; 3,7; 4,6; 4,8; 5,6; 7,25; 9; 11,5; 13; 17,3; 24; 33; 44; 60; 75 мм.
Для соединений между аппаратурой применяются в основном кабели от 5,6 до 7,5мм, для магистральных соединений применяются кабели 9-13 мм. Обычно самый лучший 11,5 мм.
Число «m» обозначает группу изоляции и категорию теплостойкости кабеля:

Число « n» указывает на порядковый номер разработки.
В отдельных случаях в условное обозначение вводится дополнительная буква ( q) :

Например: РК-75-4-11-С-это означает радиочастотный, коаксиальный с номинальным волновым сопротивлением 75 Ом, номинальным диаметром изоляции 4,6 мм, со сплошной изоляцией обычной теплостойкости, порядковый номер разработки 1, кабель повышенной однородности.

Маркировка и обозначения импортных кабелей устанавливается международными, национальными стандартами, а также собственными стандартами предприятий-изготовителей (наиболее распространённые серии марок RG, DG и др.)

При монтаже коаксиальных кабелей необходимо соблюдать минимальные радиусы изгиба (оговариваются в стандарте или ТУ на кабели разных марок).
Так, для кабеля РК-75-4-11 минимальный радиус изгиба при t> +5°C — 40 мм, а при t

Монтаж компрессионных BNC разъемов

Компрессионные разъемы — последнее достижение в области кабельных соединений.
Для повышения долговечности корпус и муфта коннектора выполнены из латуни, покрытой никелем, а запрессовываемая часть отлита из специального полимера, стойкого к ультрафиолету и климатическим перепадам, что обеспечивает отличную защиту при наружной инсталляции.Такая конструкция более устойчива к климатическим воздействиям и обеспечивает ряд функциональных преимуществ перед традиционными коннекторами.

В отличие от резьбовых и обжимных разъемов, в компрессионных для фиксации на кабеле используется пластиковая втулка, которая загоняется специальным инструментом между металлической цилиндрической частью разъема и оболочкой кабеля и равномерно обжимает кабель по окружности. При этом достигается 100% гидроизоляция со стороны кабеля (со стороны гайки гидроизоляция обеспечивается резиновым кольцом), лучшая экранировка и очень надежное механическое соединение — отрыв разъема возможен лишь путем отрыва оболочки кабеля.
Установка компрессионного разъема не отличается от установки на кабель обжимного разъема. Но принцип крепления компрессионного разъема на кабеле совершенно другой. Компрессионный инструмент сдвигает две части корпуса разъема в продольном направлении, образуя вот такой узел крепления.
На сегодняшний момент компрессионные разъемы обладают самыми высокими механическими и электрическими характеристиками.

Установка выполняется в три шага, как показано на рис. 9.

Рис. 9. Технология разделки компрессионного разъема на кабель.

Для качественной разделки разъемов на кабель лучше использовать фирменный обрезной и обжимной инструмент, рекомендованный для данного типа кабеля и разъемов, иначе качество контакта гарантировать проблематично.

Только обеспечив надежный контакт кабеля с разъемом и надежную фиксацию кабельного разъема в разъеме аппаратном, мы можем быть уверены, что наши усилия по расчету и выбору кабеля не пропали даром. Ибо электроника — это наука о контактах.

2. Лужение и пайка кабеля.

Для лужения и пайки применяют мягкий припой. Радио мастеру необходимо владеть паянием мягким припаем. Мягкий припай представляет собой обычно сплав олова со свинцом с содержанием олова от 30 до 60%. Содержание олова в припае можно установить по хрусту, который издает припай при сгибании его. Хруст тем сильнее, чем больше процент олова.

В соответствии со стандартом олово-свинцовые припои маркируются буквами ПОС и числом, указывающим содержание олова в процентах. С увеличением количества олова от 18% до 64% температура плавления припоя понижается от 240 0 до 180 0 С. Так как олово является дефицитным материалом, рекомендуется применять сплавы с умеренным содержанием олова (чаще всего ПОС-30).

Для производства лужения и пайки применяют электропаяльники мощностью от 25 Вт до 100Вт. Напряжение питания электропаяльников 220 Вт переменного тока или для помещений с повышенной опасностью, или в особо опасных помещениях по технике безопасности применяют электропаяльники с напряжением питания 36-42 В переменного тока.

Рекомендуется применять электропаяльники напряжением питания 36-42 В, они более долговечны и менее опасны при эксплуатации.

Наконечник электропаяльника нужно постоянно поддерживать в чистом состоянии и через определенные промежутки времени отчищать от окалины.

Пайка жил кабелей к хвостовиками контактов штепсельных разъемов должна обеспечивать надежность и необходимую прочность электрического контакта. Пайка осуществляется припоем ПОС-61 с канифольно-спиртовым флюсом или паяльным жиром паяльника с Г-образным стержнем диаметром 4…5 мм. Пайка данной жилы не должна длиться более 5…7 с во избежание перегрева и повреждения проводника и изолятора разъема. Температура разогрева места пайки должна быть на 30…50° выше температуры плавления припоя и флюса. При более низкой температуре происходит так называемая холодная пайка, обладающая малой механической прочностью и создающая ненадежный электрический контакт.

Жилы кабелей перед пайкой предварительно облуживают (это делают и с жилами из луженых проволок), для чего конец зачищенной жилы покрывают флюсом, погружают в ванночку или стаканчиковый электропаяльник с расплавленным припоем, выдерживают так в течение 5…7 с, затем вынимают и дают остыть. Во избежание повреждения изоляции участков, жилы длиной 2…3 мм от среза изоляции не облуживают. Для предотвращения соприкосновения жил, на их концы перед пайкой иногда надевают полиэтиленовые или поливинилхлоридные трубки. Перед распайкой жил в разъем, хвостовики его контактов заполняют припоем. При пайке хвостовик контакта нагревают паяльником до расплавления в нем припоя и вставляют в его гнездо конец облуженной жилы, так чтобы срез изоляции на жиле не доходил до хвостовика на 1…2 мм (во избежание повреждения изоляции жилы). Пайку жил выполняют по рядам, начиная с наиболее удаленного от монтажника, слева направо, при этом разъемы устанавливают так, чтобы срезы контактов (отверстия) были обращены в сторону монтажника.

Паяльная поверхность должна быть глянцевой, без раковин, пор, загрязнений, наплывов, острых выпуклостей припоя, инородных вкраплений. Припой должен заливать место соединения со всех сторон, заполняя зазоры между жилами и стенками гнезда в хвостовиках контактов. Если хвостовик имеет гнездо диаметром более 2 мм или боковое отверстие, допускаются плоские наплывы припоя на наружной поверхности хвостовика; каплевидные и шиповидные наплывы недопустимы. Место пайки, а также детали разъема очищают от брызг флюса и припоя. Очищать разъемы режущим инструментом не разрешается.

При пользовании электропаяльником необходимо проверять, чтобы провод питания был целым и не было оплавленной изоляции. Недопустимо, чтобы один из проводов питания через спираль нагрева касался корпуса паяльника. Ручка паяльника должна быть целой. При пайки не допускать касания шнура питания нагретых деталей паяльника во избежании оплавления изоляции. При пайки элементов, не допускающих статических наводок необходимо паять на заземленных столах и иметь экранирующий браслет.

Работать паяльником, имеющим один из этих дефектов, не допускается!

Источник