Wie überträgt ein Koaxialkabel HF, Audio und niedrige Frequenzen? Signale? Ich verstehe, dass es einen Unterschied zwischen all diesen geben muss, zum Beispiel, ob der Rückweg durch den Schild verläuft oder nicht.
Kann mir jemand erklären, was bei den 3 Signalarten jeweils passiert? Im Allgemeinen, wie der Schild verwendet wird, etc.
Antworten:
Was ist ein Signal? Es ist eine Spannung, also eine Potentialdifferenz zwischen zwei Leitern. Daher sind beide Leiter notwendig, um Informationen zu übertragen. Wenn Sie sagen, dass einer der Leiter geerdet ist, bedeutet dies, dass Sie alle Spannungen in Bezug auf dieses Potential messen, dh, es ist Ihre Referenz.
quelle
Ein Koaxialkabel ist ein sogenannter Wellenleiter und die Energie fließt in den Raum zwischen dem zentralen Leiter und der Innenseite des Äußeren (Abschirmung). Die Ausbreitung erfolgt im TEM00-Modus (Transverse Electric Magnetic), der die Ausbreitung im freien Raum dupliziert. Interessanterweise erzeugt die sich ausbreitende Wellenfront elektrische Ströme auf den Oberflächen der Leiter, die die Wellenfront tragen. Die Eindringtiefe dieser Ströme wird durch die Hauttiefe bestimmt und daher durch die Frequenz des Signals gesteuert (je höher die Frequenz, desto geringer die Eindringtiefe). Es ist dieser Effekt, der das innere Signal im Wesentlichen von jedem Signal isoliert, das an der Außenseite des Koaxialkabels fließt (das auch eine begrenzte Einflusstiefe aufweist).
Hier ist ein ausgezeichnetes Bild von der York University
Es zeigt die sehr wünschenswerte TEM-Betriebsart, wobei die elektrischen Feldlinien radial und die magnetischen Feldlinien umlaufend sind. Die Energie fließt im Medium zwischen den Leitern. Die lokalisierten Ströme in den Leitern unterstützen die benachbarten Felder ohne Nettoladungsbewegung entlang der Länge.
Umgekehrt fließt ein Gleichstromsignal entlang der Leiter.
Und hier ist ein Bild von Microwaves101.com
Zeigt den Oberflächenstrom bei 40 GHz an.
quelle
Bei HF-Signalen überträgt die Abschirmung das Signal genauso wie der Mittelleiter, und wenn es irgendwo unterbrochen wird, verschlechtert sich die Leistung des Kabels erheblich.
Die Abschirmung begrenzt das Rauschen, indem sie das gewünschte "Signal" -EM-Feld zwischen dem Mittelleiter und der Innenseite der Abschirmung enthält, das im Wesentlichen als Faraday-Käfig fungiert und Ihr Signal im Inneren und andere Signale (Rauschen) im Freien hält. Die Abschirmung kann das das Signal führende EM-Feld (idealerweise) vollständig aufnehmen, da es an jedem Punkt entlang des Kabels gleiche und entgegengesetzte Ströme zu denen im Mittelleiter führt. Wäre dies nicht der Fall, müsste es ein externes Feld geben. Die Abschirmung ist somit auch der Rückstrompfad.
Die Geometrie der Abschirmung relativ zum Mittelleiter definiert auch die charakteristische Impedanz des Kabels. Wenn es Diskontinuitäten im Schirm gibt, wird das Signal durch Reflexionen verzerrt . Wenn die Abschirmung an einem Ende vollständig abgetrennt ist, sind die Verzerrungen wahrscheinlich ziemlich schrecklich, und die Energieübertragung vom Leitungstreiber zum Empfänger wird wahrscheinlich ziemlich schlecht sein, da der größte Teil der Energie am Leitungstreiber zurückgeworfen wird.
quelle