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câble coaxial
Connecteurs d'un câble coaxial pour l'utilisation de la télévision

en télécommunications la câble coaxial (En anglais câble coaxial, généralement abrégé amadouer, /koʊ.æks/) Il est support de transmission de signaux information, appartenant à des lignes de transmission et largement utilisé dans communications électriques.

description

Il se compose d'un seul conducteur de cuivre placer au centre du câble (âme) Et diélectrique (En général, en du polyéthylène ou PTFE) Qui sépare l'âme centrale d'un écran externe constitué de fils métalliques torsadés (Jersey) Ou d'une feuille enroulée en spirale (galon), Assurant en permanence l'isolation entre les deux conducteurs. l'écran métal aide à bloquer la interférence. Le câble est équipé alors connecteurs ses extrémités de connexion.

Le signal se propage sous la forme de champ électromagnétique entre le noyau et la maille à une vitesse v qui est une fraction de celle de la lumière dans le vide et égale à c / n avec n indice de réfraction le diélectrique interposée. L'analyse de la propagation du champ électromagnétique dans le câble coaxial fait partie de la théorie des lignes de transmission, tandis que l'effet de transport est comparable à celle d'un guide d'ondes métal. En particulier, il se propage le mode électromagnétique TEM.

traits

Les câbles coaxiaux sont faits de différents types, selon fréquence du signal à transporter et puissance du même. Les valeurs de impédance sont principalement deux:

  • 50 ohm, utilisé pour émissions numériques (Tels que les premières versions de Ethernet) ou radioamatoriali, ainsi que pour les signaux normalisés dans le domaine des instruments de mesure électroniques;
  • 75 ohm, utilisée pour le signal vidéo analogique, SDI vidéo numérique pour les antennes de télévision (connexion avec 'antenne réception terrestre ou par satellite) et pour les connexions Internet Câble.

L'impédance caractéristique de 50 ohms est préféré pour l'appareil d'émission ou émetteurs-récepteurs, comme le conducteur central, avec le même diamètre extérieur du câble, a un plus grand diamètre, puis une résistance plus faible et une meilleure application des courants élevés; l'impédance caractéristique de 75 ohms, vice versa, est préféré pour des appareils ne recevant que, pour un diamètre extérieur égal, il a moins d'atténuation d'un câble de 50 ohms.

Il existe également des câbles avec une impédance caractéristique de 93 ohms et 105 ohms utilisés pour les réseaux de connexion de données. Un type particulier, caractérisé par une extrême flexibilité et une bonne résistance à la déchirure, est utilisée dans les sondes pour oscilloscope.

Le câble coaxial, né pour émissions analogiques et semblable au câble qui transporte les signaux radio et TV sur de longues distances, il a été adapté plus tard à la la communication de données numériques. Les données numériques sont beaucoup plus sensibles que les données analogiques bruit et distorsions signal qui sont introduites lorsque les signaux voyageant sur de longues distances.

câble coaxial
câble coaxial RG-59
A: Gaine extérieure en matière plastique
B: Maille de cuivre tressés ou la masse
C: Isolateur diélectrique intérieur
: Noyau en cuivre ou pôle chaud

Ainsi, les réseaux qui utilisent un câble coaxial comme support de transmission ne peut porter que sur des distances limitées à moins qu'ils ne sont pas utilisés dans répéteurs signal qui régénère le signal périodique (répétiteur). simple amplificateurs Ils ne seraient pas appropriés, car ils amplifient également le bruit et la distorsion qui recueille le signal qui se déplace sur le support.

Pendant longtemps, le câble coaxial a également été le seul choix économique à utiliser dans câblage de Les réseaux locaux haut vitesse parce que par rapport au classique boucle garanties capacité de bande passante et donc la vitesse de transmission supérieur.

Les inconvénients de l'installation et le maintien d'un système de câble coaxial, notamment le fait que le câble est de fabrication complexe et coûteuse, il est difficile d'utiliser dans des espaces confinés, car il ne peut pas être plié trop dans les virages serrés et est soumis à des défaillances mécaniques fréquentes connecteurs. une résistance élevée devrait cependant être signalé à 'interférence du signal. Dans ces zones, le câble coaxial a été remplacé par fibre optique et connexes communications optiques.

mathématiques de traitement

Considérons un câble coaxial constitué de deux cylindres de câbles de rayon et (avec ). Le cylindre intérieur a un cCOMPÉTENCES par unité de longueur et 'inductance par unité de longueur .

En considérant une section infinitésimale du conducteur, de la longueur , la chute de potentiel en raison de l'inductance dans la section applique

est le courant de circulation.

A l'inverse, en raison de la capacité, étant et ,

d'où

Différencier les deux équations par rapport à et vous sont obtenus par substitution

représentant, selon 'équation d'Alembert deux ondes qui se propagent à la vitesse

différence actuels et potentiels sont alors liés par , quand Il est l'impédance.

Dans un circuit LC, l'impédance est une valeur de

et est un nombre réel.

Pour trouver la valeur de et dans un câble coaxial, il est donc nécessaire de calculer et .

l'inductance Il peut être calculé en rappelant que l'énergie du champ magnétique applique et que cette valeur est égale à l'intégrale sur le volume de la densité de champ magnétique, donnée par .

Si le courant circulant sur le conducteur est égal à , que la distance entre l'axe du cylindre, le champ magnétique applique (Biot-Savart)

ensuite, compte tenu de la longueur des cylindres creux et l'épaisseur ,

En intégrant et en simplifiant nous obtenons

Pour un condensateur cylindrique, cependant, la capacité applique

,

par conséquent, dividende , Il est obtenu

donc

Cela signifie que, en supposant que l'intérieur du câble est vide, le signal est transmis à la vitesse de la lumière, ou, si rempli par un diélectrique, la vitesse de la lumière dans ce milieu.

A l'inverse, pour l'impédance est obtenue

est le 'l'impédance d'espace libre (Égal à environ ), Pour être remplacé de manière appropriée avec l'impédance spécifique d'un diélectrique inséré dans le câble.[1]

notes

  1. ^ (FR) Richard P. Feynman, Les conférences Feynman sur la physique, II, ch. 24, caltech.edu 1964. Récupéré le 28/05/20125.

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