Hướng dẫn cách chọn loại cáp đồng trục tốt nhất!

Cáp đồng trục là loại cáp điện được thiết kế để truyền dẫn sóng điện từ tần số cao từ nguồn tín hiệu (ví dụ như ăng-ten đến TV), các loại cáp này thường có trở kháng đặc tính 75Ω và nó thường được gọi là cáp truyền hình. Cáp đồng trục, không giống như dây có vỏ bọc dùng để truyền tín hiệu tần số thấp, có các thông số được tiêu chuẩn hóa phân bổ trên toàn bộ chiều dài và được sản xuất bằng vật liệu chất lượng cao.

Ví dụ trục của dây dẫn bên trong và dây bện cùng một trục nên sóng điện từ tập trung hoàn toàn giữa các dây dẫn (lõi trung tâm và dây bện) mà không vượt ra ngoài cáp, loại bỏ tổn thất năng lượng điện từ. Ngoài ra, cáp đồng trục còn bảo vệ dây dẫn bên trong khỏi sự nhiễu tín hiệu từ bên ngoài.

Thiết kế chung của cáp đồng trục truyền hình:

1. Dây dẫn bên trong (ruột dẫn) của cáp thường được chế tạo ở dạng dây 1 lõi cứng hoặc dây bện làm bằng đồng hoặc thép mạ đồng, tác dụng truyền dẫn tín hiệu.
2. Lớp cách điện là chất điện môi rắn hoặc xốp (polyethylene), đôi khi chất điện môi được làm bằng nhựa dẻo hoặc các vật liệu khác, tác dụng cách điện.
3. Dây dẫn bên ngoài (màn chắn) là một lớp dây bện bọc lên một lớp giấy bạc có tác dụng chống nhiễu tín hiệu.
4. Vỏ bọc ngoài của cáp (thường là polyvinyl clorua) có tác dụng cách nhiệt và bảo vệ khỏi các tác động bên ngoài như nước, tia cực tím…

I. Ảnh hưởng của vật liệu và thiết kế đến đặc tính của nó

1. Lõi dẫn

Lõi đồng có độ suy giảm thấp nhất nhưng việc sử dụng đồng khiến cáp có giá cao hơn. Tuy nhiên, nếu ngoài tín hiệu RF, điện áp DC còn được truyền qua lõi trung tâm thì việc sử dụng lõi cáp đồng là hợp lý nhất vì tổn hao DC trong đồng ít hơn nhiều so với thép. Ngoài ra khi mạ đồng cho lõi thép, tỷ lệ mạ đồng (độ dày của lớp đồng) có tầm quan trọng rất lớn, ảnh hưởng lớn đến hệ số suy giảm tín hiệu, đặc biệt là ở dải tần số thấp hơn. Lớp mạ đồng mỏng làm tăng sự suy giảm tần số thấp.

Còn với tín hiệu tần số cao được truyền dọc theo bề mặt ruột dẫn nên các thông số của cáp đồng trục lõi đồng và cáp đồng trục lõi thép mạ đồng không khác nhau nhiều. Độ dày của ruột dẫn cũng quan trọng; càng dày thì độ suy giảm càng thấp. Độ dày tiêu chuẩn của lõi của RG6 là 1.02 mm và RG11 là 1.63 mm.

2. Lớp cách điện

Thông thường chất điện môi được làm bằng bọt polyetylen. Điều quan trọng nhất là chất lượng của vật liệu được sử dụng, cũng như khả năng duy trì và khôi phục dạng hình trụ của nó sau các ứng suất cơ học (như uống, kéo, va đập), vì những đặc tính này của cáp có tác động đáng kể đến hệ số suy giảm và hệ số phản xạ sóng trong dây cáp. Bất kỳ hư hỏng, đứt hoặc không đồng nhất nào của chất điện môi đều dẫn đến tăng SWR và suy giảm đáp ứng tần số của cáp. Do khi đối với tình huống sử dụng cáp phải uốn cong liên tục thì ưu tiên sử dụng loại cáp có tính đàn hồi, không dễ bị nứt khi uốn.

3. Màn chắn

Thông thường, màn chắn cáp bao gồm 2 lớp: lớp thứ nhất là lớp lá kim loại (như bạc, thép), lớp thứ hai là sợi kim loại bện.

Giấy bạc là một lớp màn chắn hiệu quả và nó phải bao phủ 100% bề mặt của lớp cách điện và cũng được dính chắc chắn vào lớp cách điện. Ngoài ra để tăng độ bền cơ học, người ta sử dụng lá nhiều lớp có cấu trúc nhôm-polyester. Tín hiệu RF điện từ lan truyền giữa lớp bề mặt của ruột dẫn và bề mặt bên trong của lớp màn chắn, do đó tính đồng nhất và độ dày của lớp giấy này có tác động đáng kể đến giá trị suy hao của cáp đồng trục.

Sợi bện cũng là một màn chắn của cáp, có thêm tác dụng tăng độ bền cơ học cho cáp. Nếu điện áp DC được truyền thêm qua cáp thì dây bện cũng đóng vai trò là dây dẫn dòng điện. Dựa trên tính chất vật lý của dây dẫn, dây bện phải được làm bằng đồng, hợp kim hoặc nhôm để có điện trở một chiều thấp nhất. Tên của cáp sẽ cho bạn biết giá trị của mật độ bện, ví dụ 64% hoặc 48%.

4. Vỏ bọc bên ngoài

Thông thường, vỏ bọc cáp được làm bằng polyvinyl clorua (PVC) và phải chịu được dải nhiệt độ hoạt động (từ -40C đến +60C); đối với bện polyethylene, con số này cao hơn (từ -60C đến +70C). Để giảm giá thành của cáp, một số công ty sử dụng vật liệu tái chế trong quá trình sản xuất, điều này ảnh hưởng đến khả năng chống mài mòn và tuổi thọ của cáp đồng trục, nó nhanh chóng mất đi đặc tính chỉ sau 1 – 2 năm kể từ khi lắp đặt, đặc biệt nếu nó được đặt ngoài trời.

I. Cách chọn cáp đồng trục tốt nhất

Một dây cáp đồng trục tốt phải đảm bảo các yêu cầu sau đây:

• Mặt cắt ngang của ruột dẫn: Tiết diện của dây dẫn càng lớn thì độ suy giảm trong nó càng thấp và khoảng cách truyền tín hiệu càng lớn. RG6 có khoảng cách truyền tín hiệu ngắn, RG11 có khoảng cách truyền tín hiệu xa hơn RG6, 2 loại này thường dùng cho camera hoặc tivi trong nhà. RG59 dùng cho camera thang máy tòa nhà.
• Vật liệu dẫn điện. Bằng đồng và thép mạ đồng đều được.
• Mức suy giảm tín hiệu. Chỉ báo này được biểu thị bằng dB cho mỗi 100m và ở các tần số khác nhau. Độ suy giảm tín hiệu trên cáp càng thấp thì tín hiệu truyền dẫn càng tốt và sắc nét. Thông số suy giảm đặc biệt quan trọng khi phân phối tín hiệu vệ tinh có tần số từ 2150 MHz trở lên.
• Màn chắn. Chỉ số càng cao thì khả năng che chắn nhiễu khỏi sự can thiệp từ bên ngoài càng tốt. Trung bình, hệ số che chắn của hầu hết các sản phẩm tốt là 80 – 85dB, đối với những loại đắt tiền và chất lượng cao hơn thì hệ số che chắn là 90 – 120dB.
• Sức cản của sóng. Trở kháng đặc tính của cáp truyền hình phải là 75Ω. Không nên nhầm lẫn nó với cáp đồng trục để truyền vô tuyến và các thiết bị tương tự khác, trở kháng đặc tính của nó là 50Ω.
• Chất lượng vỏ bọc. Vỏ phải có tính đàn hồi để chất điện môi bên trong không bị đứt, căng khi uốn cong. Ngoài ra khả năng chống băng giá của vỏ là rất quan trọng.
• Số lượng sợi trong lớp màn chắn. Càng nhiều sợi thì khả năng che chắn và độ bền cơ học của cáp chống đứt và kéo càng tốt.