Электроника:Переменный ток/Линии передачи/Кабель на 50 Ом?

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 648.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Кабель на 50 Ом?[1]

На заре моих исследований в области электричества мне попался длинный коаксиальный кабель с надписью «50 Ом» на его оболочке. Коаксиальный кабель – это двухжильный кабель, состоящий из одного проводника, завёрнутого в плетёную проволоку, отделённую пластиковым изоляционным материалом.

Таким образом, внешний (плетёный) проводник полностью окружает внутренний (однопроволочный) провод, причём оба проводника изолированы друг от друга по всей длине кабеля. Кабели подобного типа часто используются для передачи слабых (малоамплитудных) сигналов напряжения из-за его превосходной способности экранировать внешние помехи.

Рис. 1. Устройство коаксиального кабеля.

Надпись «50 Ом» на этом коаксиальном кабеле несколько озадачила меня. Как могут два проводника, изолированные друг от друга относительно толстым слоем пластика, иметь сопротивление 50 Ом между собой?

Измерив сопротивление между внешним и внутренним проводниками с помощью омметра, я обнаружил, что оно бесконечно (т.е. ведёт себя как разомкнутая цепь), что и ожидаемо от двух изолированных проводов.

Замеры сопротивления на каждом из двух проводников по всей длине кабеля показали почти нулевое сопротивление: опять же, от цельных продолжительных отрезков провода я иного и не ожидал.

Нигде мне не удалось измерить сопротивление 50 Ом на этом кабеле, куда бы я ни втыкал свой омметр.

В то время я не разбирался, как кабель реагирует на высокочастотные сигналы переменного тока и импульсы, имеющие малое время нарастания/спада. Непрерывный постоянный ток (DC) – тот, что используется моим омметром при проверке сопротивления кабеля – показывает, что два проводника полностью изолированы друг от друга с почти бесконечным сопротивлением между ними.

Однако из-за эффектов ёмкости и индуктивности, распределённых по всей длине кабеля, реакция кабеля на быстро меняющиеся напряжения такова, что он действует как конечный импеданс, потребляя ток, пропорциональный приложенному напряжению.

То, что выглядит как просто пара проводов, становится важным элементом схемы при наличии быстро меняющихся переходных процессов и высокочастотных сигналов переменного тока со своими характеристиками. Подразумевая такие свойства, мы называем пару проводов линией передачи.

В этой главе исследуется поведение линии передачи. Многие эффекты линий передачи не проявляются в значительной мере в цепях переменного тока с частотой линии электропередачи (50 или 60 Гц) или в непрерывных цепях постоянного тока, и поэтому нам пока не доводилось изучать эти нюансы в нашем исследовании электрических цепей. Однако в цепях с высокими частотами и/или очень длинными кабелями данные эффекты очень весомы.

Практические применения эффектов линий передачи изобилуют в радиочастотных (РЧ) схемах связи, включая компьютерные сети, и в низкочастотных цепях, подверженных быстро меняющимся переходным процессам напряжения («скачкам»), вроде ударов молнии по силовым линиям.

См.также

Внешние ссылки