کامپیوتر و ریاضی با علی رضا نقش

مسائل [ ویرایش ]

نشت سیگنال [ ویرایش ]

نشت سیگنال عبور میدان های الکترومغناطیسی از محافظ کابل است و در هر دو جهت رخ می دهد. ورودی، عبور یک سیگنال خارجی به داخل کابل است و می تواند منجر به نویز و اختلال در سیگنال مورد نظر شود. خروج سیگنالی است که برای باقی ماندن در داخل کابل به دنیای خارج در نظر گرفته شده است و می تواند منجر به سیگنال ضعیف تر در انتهای کابل و تداخل فرکانس رادیویی به دستگاه های مجاور شود. نشتی شدید معمولاً ناشی از نصب نادرست کانکتورها یا نقص در محافظ کابل است.

به عنوان مثال، در ایالات متحده، نشت سیگنال از سیستم های تلویزیون کابلی توسط FCC تنظیم می شود، زیرا سیگنال های کابلی از فرکانس های مشابه باندهای هوانوردی و ناوبری رادیویی استفاده می کنند. اپراتورهای CATV همچنین ممکن است برای جلوگیری از نفوذ، شبکه های خود را برای نشت نظارت کنند. سیگنال های بیرونی که وارد کابل می شوند می توانند باعث ایجاد نویز ناخواسته و ایجاد شبح تصویر شوند. نویز بیش از حد می تواند سیگنال را تحت الشعاع قرار دهد و آن را بی فایده کند. ورود درون کانال را می توان با لغو ورود به صورت دیجیتالی حذف کرد.

یک سپر ایده آل یک هادی عالی بدون سوراخ، شکاف یا برآمدگی است که به یک زمین کامل متصل است. با این حال، یک سپر جامد صاف و بسیار رسانا سنگین، غیر قابل انعطاف و گران است. چنین کواکسی برای تغذیه مستقیم به دکل های پخش رادیویی تجاری استفاده می شود. کابل‌های مقرون‌به‌صرفه‌تر باید بین کارایی محافظ، انعطاف‌پذیری و هزینه سازش ایجاد کنند، مانند سطح موج‌دار سپرهای انعطاف‌پذیر خط سخت، قیطان انعطاف‌پذیر یا سپرهای فویل. از آنجایی که سپرها نمی توانند هادی کامل باشند، جریانی که در داخل سپر جریان دارد، میدان الکترومغناطیسی را در سطح بیرونی سپر ایجاد می کند.

تاثیر پوست را در نظر بگیرید . مقدار جریان متناوب در یک هادی با فاصله از زیر سطح به طور تصاعدی کاهش می یابد و عمق نفوذ متناسب با ریشه دوم مقاومت است. این بدان معنی است که در یک سپر با ضخامت محدود، مقدار کمی جریان همچنان در سطح مخالف هادی جریان دارد. با یک هادی کامل (یعنی مقاومت صفر)، تمام جریان در سطح جریان می یابد، بدون نفوذ به داخل و از طریق هادی. کابل های واقعی دارای محافظی هستند که از هادی ناقص، اگرچه معمولاً بسیار خوب، ساخته شده است، بنابراین همیشه باید مقداری نشتی وجود داشته باشد.

شکاف ها یا سوراخ ها، اجازه می دهند مقداری از میدان الکترومغناطیسی به طرف دیگر نفوذ کند. به عنوان مثال، سپرهای بافته شده دارای شکاف های کوچک زیادی هستند. هنگام استفاده از محافظ فویل (فلز جامد) شکاف ها کوچکتر هستند، اما هنوز درز در طول کابل وجود دارد. فویل با افزایش ضخامت به طور فزاینده ای سفت می شود، بنابراین یک لایه فویل نازک اغلب توسط یک لایه فلز بافته شده احاطه می شود که انعطاف پذیری بیشتری را برای یک مقطع مشخص ارائه می دهد.

اگر تماس ضعیفی در رابط با اتصالات در دو انتهای کابل وجود داشته باشد یا در صورت شکستگی در محافظ وجود داشته باشد، نشت سیگنال می تواند شدید باشد.

برای کاهش تا حد زیادی نشت سیگنال به داخل یا خارج از کابل، با ضریب 1000 یا حتی 10000، کابل‌های سوپر غربال‌شده اغلب در کاربردهای حیاتی، مانند شمارنده‌های شار نوترون در راکتورهای هسته‌ای استفاده می‌شوند .

کابل‌های سوپر غربال‌شده برای استفاده هسته‌ای در IEC 96-4-1، 1990 تعریف شده‌اند، اما از آنجایی که شکاف‌های طولانی در ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای در اروپا وجود دارد، بسیاری از تاسیسات موجود از کابل‌های سوپر غربال‌شده مطابق با استاندارد AESS (TRG) 71181 بریتانیا استفاده می‌کنند. [16] که در IEC 61917 به آن اشاره شده است. [17]

حلقه های زمین [ ویرایش ]

یک جریان پیوسته، حتی اگر کم باشد، در امتداد محافظ ناقص کابل کواکسیال می تواند باعث تداخل قابل مشاهده یا شنیداری شود. در سیستم‌های CATV که سیگنال‌های آنالوگ را توزیع می‌کنند، اختلاف پتانسیل بین شبکه کواکسیال و سیستم زمین الکتریکی یک خانه می‌تواند باعث ایجاد یک "Hum Bar" در تصویر شود. این به عنوان یک نوار اعوجاج افقی گسترده در تصویر ظاهر می شود که به آرامی به سمت بالا حرکت می کند. چنین تفاوت‌هایی در پتانسیل را می‌توان با اتصال مناسب به یک زمین مشترک در خانه کاهش داد. حلقه زمین را ببینید .

نویز [ ویرایش ]

میدان های خارجی یک ولتاژ در سراسر اندوکتانس بیرونی هادی خارجی بین فرستنده و گیرنده ایجاد می کنند. هنگامی که چندین کابل موازی وجود دارد، تأثیر کمتر است، زیرا باعث کاهش اندوکتانس و در نتیجه کاهش ولتاژ می شود. از آنجایی که هادی بیرونی پتانسیل مرجع برای سیگنال را بر روی هادی داخلی حمل می کند، مدار گیرنده ولتاژ اشتباه را اندازه گیری می کند.

اثر ترانسفورماتور [ ویرایش ]

گاهی اوقات از اثر ترانسفورماتور برای کاهش اثر جریان های القا شده در سپر استفاده می شود. هادی‌های داخلی و خارجی سیم‌پیچ اولیه و ثانویه ترانسفورماتور را تشکیل می‌دهند و تأثیر آن در برخی از کابل‌های باکیفیت که دارای لایه بیرونی موفلز هستند، افزایش می‌یابد. به دلیل این ترانسفورماتور 1:1، ولتاژ فوق الذکر در هادی بیرونی به هادی داخلی تبدیل می شود تا این دو ولتاژ توسط گیرنده لغو شوند. بسیاری از فرستنده ها و گیرنده ها ابزارهایی برای کاهش بیشتر نشت دارند. آنها اثر ترانسفورماتور را با عبور دادن کل کابل از یک هسته فریت یک یا چند بار افزایش می دهند.

جریان و تشعشع حالت مشترک [ ویرایش ]

جریان حالت مشترک زمانی اتفاق می‌افتد که جریان‌های سرگردان در سپر در همان جهت جریان در هادی مرکزی جریان می‌یابند و باعث تابش کواکس می‌شوند. آنها مخالف جریان های حالت دیفرانسیل "فشار کش" مورد نظر هستند، که در آن جریان های سیگنال در هادی داخلی و خارجی برابر و مخالف هستند.

بیشتر اثر سپر در کواکس از جریان های متضاد در هادی مرکزی و سپر ایجاد می شود که میدان های مغناطیسی مخالف ایجاد می کند که خنثی می شود و بنابراین تابش نمی کند. همین اثر به خط نردبان کمک می کند . با این حال، خط نردبان به اجسام فلزی اطراف بسیار حساس است، که می توانند قبل از اینکه کاملاً خنثی شوند، وارد زمین ها شوند. کواکس این مشکل را ندارد، زیرا میدان در سپر محصور شده است. با این حال، هنوز هم ممکن است یک میدان بین سپر و سایر اشیاء متصل، مانند آنتنی که کوآکس تغذیه می‌کند، ایجاد شود. جریان ایجاد شده توسط میدان بین آنتن و محافظ کواکسی در همان جهت جریان در هادی مرکزی جریان می یابد و در نتیجه لغو نمی شود. انرژی از خود کواکس تابش می شود و بر الگوی تابش تأثیر می گذارداز آنتن با قدرت کافی، این می تواند برای افرادی که در نزدیکی کابل قرار دارند، خطری ایجاد کند. یک بالون با قرار دادن مناسب و اندازه مناسب می تواند از تشعشعات حالت معمول در کواکس جلوگیری کند. ترانسفورماتور ایزوله یا خازن مسدود کننده می تواند برای اتصال کابل کواکسیال به تجهیزات استفاده شود، جایی که مطلوب است سیگنال های فرکانس رادیویی ارسال شود اما جریان مستقیم یا توان فرکانس پایین مسدود شود.

استانداردها [ ویرایش ]

اکثر کابل های کواکسیال دارای امپدانس مشخصه 50، 52، 75 یا 93 Ω هستند. صنعت RF از نام‌های استاندارد برای کابل‌های کواکسیال استفاده می‌کند. به لطف تلویزیون، RG-6 رایج ترین کابل کواکسیال مورد استفاده برای مصارف خانگی است و اکثر اتصالات خارج از اروپا توسط کانکتورهای F انجام می شود.

یک سری از انواع استاندارد کابل کواکسیال برای مصارف نظامی به شکل "RG-#" یا "RG-#/U" مشخص شد. تاریخ آنها مربوط به جنگ جهانی دوم است و در فهرست MIL-HDBK-216 منتشر شده در سال 1962 ذکر شده است. این نامگذاری ها اکنون منسوخ شده اند. نام RG مخفف Radio Guide است. نام U مخفف Universal است. استاندارد نظامی فعلی MIL-SPEC استMIL-C-17. شماره‌های MIL-C-17، مانند "M17/75-RG214" برای کابل‌های نظامی و شماره‌های کاتالوگ سازنده برای کاربردهای غیرنظامی ارائه شده‌اند. با این حال، نام‌گذاری‌های سری RG برای نسل‌ها آنقدر رایج بودند که هنوز هم استفاده می‌شوند، اگرچه کاربران مهم باید بدانند که از آنجایی که کتاب راهنما حذف شده است، هیچ استانداردی برای تضمین ویژگی‌های الکتریکی و فیزیکی کابلی که با عنوان "RG-# توصیف شده است" وجود ندارد. نوع". نشانگرهای RG بیشتر برای شناسایی کانکتورهای سازگار که متناسب با ابعاد هادی داخلی، دی الکتریک و ژاکت کابل های سری RG قدیمی هستند، استفاده می شود.

منبع

https://en.wikipedia.org/wiki/Coaxial_cable