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淺談視頻傳輸電纜的選擇與技術應用

線纜結構類型性能和規格
來源:投影時代 更新日期:2006-07-21 作者:佚名
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    2.1. 導線的結構類型
    
    導線指電纜中心用于傳輸電子的導體,最普遍使用的材料是銅。銅線是最經濟有效的傳輸方式之一,其他的材料包括鋁、銀和黃金.
    
    同軸電纜根據線徑的不同,外形的大小有差異。導線的結構分為兩種:單根電纜和多根電纜組合。單根電纜的結構容易成型,但保護外皮和絕緣層比較堅硬,所以顯得沒有什么柔性。多根電纜由許多小線徑的電纜絞合成型,增加了線纜的柔性。一般認為單根電纜的傳輸質量要優于多根組合的模式.
    
    2.2. 導線直徑的計量
    
    原則上,同等的條件越粗的電纜越能進行更長距離的傳輸,因為同樣的長度,粗電纜比細電纜具備更低的直流阻抗.
    
    2.3. 電介體
    
    電介體也即是電纜的絕緣體,在同軸電纜中擔任了雙重的角色:一是電介體介于導線與屏蔽網之間,形成了保護導線的重要組織;另一個更重要的角色是它確定了電纜的物理特性。比如電纜的阻抗和容抗。阻抗為75_電纜的電介體通常是半發泡的聚乙烯.
    
    2.4. 屏蔽網
    
    屏蔽網在電纜中把導線和電介體嚴密的包圍起來,起了兩個作用:一是作為信號的公共地線為信號提供電流回路,二是作為信號的屏蔽網,抑制電磁噪音對信號的干擾。屏蔽網的結構以金屬編織網和錫箔最常見。金屬編織網比錫箔具備更低的直流阻抗,但對電磁干擾的屏蔽率只有90%,錫箔對電磁干擾的屏蔽率高達100%。所以很多專業的線纜會采取金屬編織網與錫箔雙重屏蔽結構,可以更有效的提高信號的信噪比.
    
    2.5. 保護層
    
    保護層是對電纜內部所有成份進行全面保護的一層外皮,很容易受氣溫、化學藥品、液體和日光的影響。電纜的保護層必須適應任何條件的安裝環境。這些標準被NEC(National Electric Code)管理而且有UL(美國保險商實驗所)認證:
    
    阻燃認證:電纜保護層的常用原料是絕緣良好且廉價的PVC(聚氯乙烯),阻燃認證要求電纜不但有特殊的防火保護層,而且要使用特別的絕緣材料,可以防止電纜暴露產生的煙火事件。通過阻燃認證的電纜可以在戶外空間使用,室內應用可以不需要管道防護.
    
    無鹵素認證:大部分電纜的PVC保護層在制造過程都會廣泛應用鹵素(Halogen)作為混合物,鹵素具備極高的阻燃和絕緣化學特性,但在高溫下會產生有毒的煙霧(主要成分是瓦斯)。無鹵素的電纜保護層在高溫時不會產生煙霧和有毒的氣體,這是歐洲的安全標準(編號:IEC33203、IEC61034和IEC754-1),更多關于無鹵素電纜的資訊可以訪問官方網站:http://www.halogenfree.org
    
    3. 電纜的性能和規格
    
    3.1. 長度
    
    信號的衰減與電纜的長度成正比,電纜越長,衰減越大,這是電纜的物理定律。電纜的長度一般用英尺或公尺來標注,音視頻信號通過長距離的電纜會造成信號的衰減,對最終效果的影響體現在信噪比降低、亮度降低、圖像模糊和同步不良,這些明顯的差異也成了對比電纜質量的依據(單位長度的電纜對傳輸同等信號的不同衰減量)。
    
    3.2. 頻率
    
    電纜的容抗和導線材料決定了傳輸信號頻率的范圍,在合適的傳輸距離內,如果出現圖像模糊,多數是電纜沒有達到高頻傳輸的要求,造成信號的高頻段損失(圖像的細節)。
    
    3.3. 干擾
    
    電纜同時也是一條巨大的天線,會吸收空間存在的電磁波。如果電纜沒有屏蔽或屏蔽效果不良,任何類型的電磁干擾都會直接作用于有用的信號,降低信號的信噪比
    
    3.4. 溫度
    
    如同所有的電子電路一樣,電纜的物理特性也會受環境溫度的影響,電纜的物理參數在不同的溫度范圍有不同的表現。在工程應用時,電纜典型在墻壁、天花板和儀器架上覆設,因為這些地方的通風條件不會很理想,容易產生較高的溫度。因此,選擇電纜的允許使用溫度范圍應該適用于這些環境.
    
    3.5. 斜率
    
    斜率是描述雙絞線不同長度對信號傳輸產生的時間差,取決于雙絞線的絞合工藝和絞合類型,當產生較大的時延誤差時,需要對電纜進行斜率補償.
    
    3.6. 阻抗
    
    阻抗是描述電纜技術規格的重要參數之一,它為信號的正確流程建立了基線。這個信號的流程維護了整個系統的動力轉換。
    
    想像水流通過一條大口徑的水管,只要水管直徑保持一直,水流的結構和流程不會有變化。當這個水流被引入到一條小口經的水管時,情況發生了變化:由于瓶頸的存在,水流的結構被打亂,所有的水流不能同時通過瓶頸,引起部分水流產生反方向流動,而且最后還是被主流再次導入水的流程.
    
    電纜傳輸阻抗的失配也會造成類似上述的現象:電子信號被再次導入對最初的信號影響稱為反射,傳送波與反射波相互干擾的結果使電壓幅度形成駐波,用VSWR(電壓駐波比)表示.
    
    在視頻系統中,阻抗匹配是系統設計中需要嚴肅看待的問題。早期在同軸電纜BNC類型的連接頭同時存在50_和75_兩種規格,現在視頻阻抗統一75_,50_阻抗的電纜和連接頭目前只會在射頻信號中應用。短距離的阻抗失配會影響圖像的高頻細節,引起畫面出現“鬼影現象".
    
    3.7. 衰減
    
    電纜對信號的衰減也稱為插入損耗,單位是分貝(dB),正規的電纜會提供一張損失表,描述電纜在單位長度對不同頻率的衰減值。比如某電纜的衰減值表示為 -2.2dB/30m@100MHz 是指這條電纜在30米長度時,傳輸100MHz帶寬信號時會產生-2.2dB的插入損耗。電纜的插入損耗是累積的,而且對不同頻率的信號衰減值也不一樣。同樣帶寬的信號,電纜長度增加一倍,插入損耗也是增加一倍,比如上述的電纜在60米長度時,傳輸100MHz帶寬信號時會產生-4.4dB的插入損耗。
    
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