ABC TECHNIKI SATELITARNEJ

Transkrypt

1 MARIAN POKORSKI MULTIMEDIA ACADEMY ABC TECHNIKI SATELITARNEJ ROZDZIAŁ 6 KABLE * ZŁĄCZA * NARZĘDZIA

2 MULTIMEDIA ACADEMY *** POLSKI WKŁAD W PRZYSZŁOŚĆ EUROPY

3 OD AUTORA Wprowadzenie Sygnał wysokiej częstotliwości można przesyłać kilkoma drogami; przez przestrzeń kosmiczną, powietrzem, falowodami, przewodami elektrycznymi lub światłowodami. Wszystkie te metody stosowane są w technice multimedialnej. Tematem tego działu są przewody współosiowe i światłowody. Przewody współosiowe stosowane w technice wysokiej częstotliwości, popularnie nazywane kablami koncentrycznymi są tematem tego działu. W początkach historii telewizji, kiedy istniały tylko dwa programy telewizyjne i bardzo mało urządzeń pracujących przy pomocy fal wysokiej częstotliwości, stosowano płaskie kable symetryczne bez jakiegokolwiek ekranowania. Z czasem, kiedy ilość programów zwiększyła się, a emisja sygnałów emitowanych na falach wysokiej częstotliwości wykorzystywana jest wielu dziedzinach, zastosowanie przewodów ekranowanych stało się koniecznością. W chwili obecnej, kiedy tą samą częstotliwość wykorzystują różne służby, skuteczność ekranowania kabli stała się jednym z najważniejszych norm w technice wysokiej częstotliwości. Jakość kabla jest ważnym czynnikiem dobrze działających instalacji, a co za tym idzie dobrego obrazu i dźwięku. Sprawdzenie wszystkich parametrów kabla w warunkach warsztatowych, z uwagi na brak odpowiednich mierników jest utrudniona, stąd nie należy kupować przypadkowych kabli niewiadomego pochodzenia, ale produkt renomowanych producentów. Przy kupnie należy zażądać karty katalogowej z parametrami i adresem producenta. Nomenklatura nazewnictwa kabli ma swoje źródła w armii amerykańskiej. Nazwa RGxx została przyjęta przez wielu producentów, a często tam gdzie producenci stosują własne nazwy w nawiasach podawana jest nazwa RGxx. W tym rozdziale opiszę typy kabli i ich zastosowanie, ich parametry i zasady montażu. Marian Pokorski 3

4 6. Kable Kabel koncentryczny zbudowany jest z czterech podstawowych elementów: 1. Ochronnej warstwy zewnętrznej. 2. Warstwy ekranującej. 3. Warstwy izolacyjnej (dialektyka). 4. Żyły środkowej, często nazwanej rdzeniem kabla. W rzeczywistości budowa kabli koncentrycznych jest bardziej skomplikowana. Bardzo ostre normy, dotyczące skuteczności ekranowania, zmuszają producentów do szukania coraz bardziej skomplikowanych metod uzyskania najwyższych parametrów, a zarazem jak najlepszej jakości. Podwójny ekran, specjalne folie między warstwami zwiększające elastyczność kabla, coraz lepsze tworzywa sztuczne odporne na agresywne środowisko i promieniowanie ultrafioletowe, to tylko kilka z nich. Grafika nr 6.1. Kabel koncentryczny MK 95 firmy WISI 4

5 Na przykładzie kabla MK 95 firmy WISI opiszę jego budowę oraz cechy poszczególnych warstw. Żyła środkowa (rdzeń kabla) Dla żyły środkowej stosuje się różne metale, z których każdy ma swoje wady i zalety, między innymi: miedź, (+) niska oporność rzeczywista, a co za tym idzie dobra przewodność, (+) doskonale nadaje się w instalacjach, w których równolegle z sygnałem wysokiej częstotliwości przesyła się prąd stały do zasilania podzespołów aktywnych (wzmacniacze, konwertery...) (-) metal stosunkowo drogi, dlatego do jego ceny kabla dolicza się aktualny współczynnik cenowy miedzi na giełdach, aluminium (+) kable są tańsze (największy atut tego kabla) (-) oporność rzeczywista jest większa niż w przewodach miedzianych, (-) większa oporność dla prądu stałego, ale mieści się w granicach przy krótkich odcinkach kabla. stal pokryta galwaniczną miedzią (+) mała tłumienność dla sygnału wysokiej częstotliwości (Efekt Skina), (+) kabel jest odporny na rozciąganie, (+) najtańszy ze wszystkich kabli, (-) kabel o dużej oporności rzeczywistej, (-) nie zalecam w instalacjach z zdalnym zasilaniem podzespołów aktywnych. Tutaj jednak mała uwaga. Na polskim rynku spotyka się tani kabel z niewiadomego pochodzenia, którego żyła środkowa wykonana jest z drutu stalowego i pokryta bardzo cienką warstwą miedzi. Przy zginaniu ta powłoka pęka powodując w instalacjach satelitarnych, szereg uszkodzeń bardzo trudnych do zlokalizowania. Dotyczy to szczególnie programów emitowanych w technikach HDTV i 3D. Większość producentów produkują kabel koncentryczny, w którym żyła środkowa jest polerowana, przez co zmniejsza się tłumienność kabla. W kablach stalowych pokrytych miedzią galwaniczną wykorzystany jest efekt Skina (dział ) 5

6 Dielektryk Dielektryk jest warstwą oddzielającą żyłę środkową od warstwy ekranującej. Wykonany jest najczęściej z spienionego tworzywa sztucznego ZELL-PE (Polietylen). Jego cechami są: odporność na wilgoć, mechaniczna stabilność, czasowo stabilna tłumienność do częstotliwości minimum 3 GHz, możliwość produkcji kabli o mniejszej średnicy, bardziej elastycznych i łatwiejszych do instalowania w różnych warunkach. Te warunki można uzyskać jedynie przy spienianiu mechanicznym. Przypominam, że najlepszym izolatorem jest powietrze. Chcąc uzyskać jak najlepsze parametry izolacyjne dielektryka, poddaje się go procesowi spieniania. Polega to na wprowadzeniu do tworzywa możliwie jak najwięcej powietrza. Spienianie wykonuje się dwoma metodami, chemicznie i fizycznie. W wypadku spieniania chemicznego w dielektryku tworzy się struktura gąbki, czyli długie kanały powietrzne, które mają tendencję wchłaniania wody. Spienianie mechaniczne, wykonywane w atmosferze azotu wytwarza małe bańki powietrzne, które nie mają tendencji wchłaniania wilgoci. Większość produkowanych kabli współosiowych produkowana jest w tym standardzie. Warstwa folii metalowej Folia metalowa należy do jednej z dwóch warstw ekranujących żyłę środkową przed promieniowaniem sygnału wysokiej częstotliwości na zewnątrz kabla i ochroną żyły środkowej przed ewentualnym promieniowaniem z zewnątrz. To promieniowanie może wprowadzać zakłócenia w całej instalacji. Folia wykonana jest z miedzi, aluminium lub metalizowanego tworzywa sztucznego. Ekran (oplot) Ekran kabla jest drugą warstwą ekranującą, która spełnia oprócz ekranowania kilka innych czynności. Z ważniejszych to mechaniczna stabilizacja kabla, zwiększenie jego elastyczności i utrzymanie jego impedancji. Ekran kabla jest siatką wykonaną z cienkich, przeplatanych drutów miedzianych lub aluminiowych o średnicy ca 0,1 mm, w ilości 24 x 7 i kącie przeplatania 25 (u różnych producentów mamy różne oploty). Obie warstwy decydują o skuteczności ekranowania. 6

7 Warstwa folii PCV Zadaniem warstwy wykonanej z folii z tworzywa sztucznego jest ochroną wtłaczania się ekranu do płaszcza zewnętrznego, a co za tym idzie zwiększa jego elastyczność. Od tej folii zależy łuk gięcia kabla w trakcie jego układania. Ochronny płaszcz zewnętrzny. Najważniejszym elementem kabla zapewniającym jego wytrzymałość jest zewnętrzny płaszcz ochronny. Wykonany jest z specjalnie przygotowanego tworzywa PVC, które musi mu zapewnić wytrzymałość mechaniczną, odporność na promieniowanie ultrafioletowe i mieć możliwie najniższy punkt zapłonu. *** W tym miejscu chciałbym moim czytelnikom jeszcze raz zwrócić uwagę na kabel w instalacjach i jego złośliwych uszkodzeniach, które bardzo często są bardzo trudne do zlokalizowania. Zakup kabla o wysokiej jakości ma niewątpliwie swoje znaczenie, a jego prawidłowa instalacja daje pewność wieloletniej eksploatacji bez uszkodzeń i problemów. Ten temat bardziej obszernie opiszę w tomie 15. Poradnik instalatora. 7

8 Elektryczne cechy kabla Jak już wspomniałem kabel koncentryczny, z uwagi na jego przeznaczenie, ma specyficzną budowę, która musi odpowiadać wielu normom technicznym Impedancja falowa (oporność falowa) Grafika nr Impedancja kabla koncentrycznego. Kable koncentryczne, w zależności od zastosowania mają różne impedancje, zwane także opornościami falowymi. W początkach telewizyjnej techniki antenowej stosowano kable o impedancji 60 omów, później zaczęto stosować impedancję 75 Ohm, która stała się standardem. W technice pomiarowej stosuje się impedancję 50 Ohm. Impedancja kabla to stosunek zewnętrznej średnicy kabla (D) do średnicy jego rdzenia (d) i stałej matematycznej (współczynnika) izolacji (E r ). Dla wnikliwych przedstawiam wzór wyjaśniający impedancję kabla. 8