Làm thế nào là cáp đồng trục không cân bằng được sử dụng để phát tín hiệu TV mà không có bất kỳ vấn đề?

Theo tôi biết, trong điện thoại STP hoặc cáp xoắn đôi được sử dụng. Điều này tạo ra trở kháng đường cân bằng rất hữu ích để giảm thiểu nhiễu liên quan đến chế độ chung.

Vì vậy, sử dụng cáp cân bằng trong điện thoại và âm thanh là rất quan trọng để loại bỏ bất kỳ nhiễu EM hoặc RF nào.

Mặt khác, trong truyền hình TV hoặc nhiều hệ thống RF cáp đồng trục được sử dụng. Và hầu hết các cáp đồng trục tôi đã thấy không cân bằng. Tôi có thể thấy rằng khái niệm 50 Ohm là tốt để loại bỏ các phản xạ trong lý thuyết đường truyền. Nhưng làm thế nào mà sự mất cân bằng của cáp đồng trục gây ra vấn đề không cân bằng trở kháng?

Nhưng làm thế nào mà sự mất cân bằng của cáp đồng trục không có vấn đề trong các vấn đề cân bằng trở kháng?

Điều hay ho của sự dỗ dành là các tấm chắn che chắn phần lớn tất cả sự can thiệp của điện trường bên ngoài xuống đất và dây bên trong phần lớn không bị ảnh hưởng. Đối với một nhiễu từ trường bên ngoài, một điều tinh tế xảy ra; dòng điện chạy trong khiên do sự hiện diện của trường tạo ra sự sụt giảm volt dọc theo khiên và, do sự ghép gần 1: 1 giữa khiên và bên trong, sự sụt giảm volt giống hệt nhau có ở lõi bên trong.

Vì vậy, cung cấp cho bạn sử dụng bộ thu vi sai và phần cuối gửi có phần nào trở ngại tương đối giống nhau trên mặt đất và cả phần bên trong, bộ thu vi sai có thể từ chối nhiễu chế độ chung.

Nếu bạn thực hiện phép toán trên các trường bên ngoài được tạo ra bởi tín hiệu thông thường được gửi xuống một lời dỗ dành và phân tích các trường từ các dòng gửi và trả lại riêng lẻ, bạn sẽ thấy rằng tại tất cả các điểm bên ngoài tấm chắn, từ trường đối lập chính xác sẽ hủy về không. Không có từ trường bên ngoài một lời dỗ từ tín hiệu dỗ thông thường.

Tác động của điều này là từ trường của tín hiệu chỉ được tạo ra trong khoảng cách giữa tấm chắn bên trong và bên ngoài. Một hậu quả của điều này là tấm khiên do đó phải có độ tự cảm bằng không. Điều này là do từ trường bên ngoài bằng không (còn gọi là cảm ứng bằng 0) và từ trường bên trong của tín hiệu không có tác dụng đối với một dây dẫn hình ống (còn gọi là lá chắn) do đó, tấm khiên hoạt động giống như một lớp vỏ dày vô hạn bao quanh bên trong.

Điều đó có thể hơi khó nuốt nhưng nếu bạn quay lại các lý thuyết về từ trường liên quan đến dòng chảy hình ống, một trường bên ngoài được tạo ra nhưng không có trường bên trong. Điều ngược lại là hoàn toàn đúng; một từ trường bên trong một ống không tạo ra điện áp dọc theo ống VÀ, do không có từ trường bên ngoài, tấm chắn có độ tự cảm bằng không.

Kết quả của tất cả lan man của tôi là nó hoạt động mặc dù có một chế độ trở kháng không cân bằng đáng kể giữa lá chắn bên trong và bên ngoài. Thật không dễ dàng gì để thấy ngay lập tức tôi cấp cho bạn vì vậy hy vọng tôi đã thực hiện được một số công lý.

Andy nói về cách thức hoạt động của sự dỗ dành nói chung, nhưng một điểm khác là video thường không có các yêu cầu SNR giống như âm thanh để bắt đầu. Dữ liệu với 8 đến 10 bit cho mỗi kênh màu cung cấp hình ảnh rất tốt và điều này thể hiện SNR chỉ từ 50 đến 60 dB.

Mặt khác, để được coi là "chất lượng CD", âm thanh phải có độ phân giải ít nhất 16 bit, tương đương với SNR gần 100 dB.

Điện thoại là một trường hợp đặc biệt. Mặc dù nó không đòi hỏi nhiều băng thông, nhưng nó đòi hỏi một dải động tương đương với 13-14 bit. (Nhưng mã hóa được sử dụng làm giảm SNR xuống còn khoảng 7 bit). UTP (cặp xoắn không được che chở) chỉ được sử dụng vì nó quá rẻ để thực hiện và rất nhiều trong số đó là bắt buộc.

Sự khác biệt kỹ thuật chính là cách họ từ chối nhiễu. Cặp xoắn phụ thuộc vào nhiễu ảnh hưởng đến cả hai dây như nhau, tạo ra nhiễu chế độ chung dễ bị loại bỏ bởi bộ thu vi sai. Điều này hoạt động tốt cho nhiễu từ xuống tần số rất thấp.

Cáp Coax dựa vào sự giao thoa từ tính tạo ra dòng điện đối lập trong tấm khiên triệt tiêu từ trường bên trong. Sự thâm nhập của từ trường vào cáp bị hạn chế bởi hiệu ứng da . Điều này hoạt động tốt ở tần số RF, nhưng kém đến vô dụng ở tần số âm thanh và dòng điện. Ở tần số 50Hz, độ sâu của da là ~ 9mm, do đó nhiễu sẽ đi xuyên qua tấm chắn.

Vì vậy, điều tốt nhất phụ thuộc phần lớn vào tần số liên quan và loại nhiễu có thể có, nhưng đó không phải là lý do duy nhất để chọn cái này hơn cái kia.

Các đường dây điện thoại tương tự thường phải chạy gần các đường dây điện trong khoảng cách xa trong khi mang tín hiệu âm thanh ở mức khá thấp. Tai người khá nhạy cảm với sóng hài của dòng điện mà dỗ không thể từ chối. Cáp Coax cũng cồng kềnh và đắt tiền hơn, đó là một vấn đề lớn khi bạn phải chạy hàng ngàn trong số chúng trên nhiều km. Hãy tưởng tượng điều này , nhưng với 1800 dây cáp dỗ riêng lẻ được bó lại với nhau ...

Cặp xoắn cũng có thể hoạt động tốt ở tần số cao hơn, nhưng kích thước cáp có thể bất tiện. Các TV được sử dụng để sử dụng cáp 300 '' băng ', thực sự có tổn thất thấp hơn so với dỗ tiêu chuẩn ở tần số VHF. Nhưng thật khó chịu khi sử dụng vì nó phải tránh xa mái kim loại, v.v., dễ bị hư hại do thời tiết, và một chiếc balun được yêu cầu chuyển đổi thành 75Ω không cân bằng ở đầu thu.

Ở tần số cao hơn, dỗ có ưu điểm là mất thấp hơn và băng thông rộng hơn trong một cáp mạnh mẽ với khả năng che chắn tuyệt vời và tín hiệu không cân bằng sẽ dễ dàng giao tiếp hơn. Việc chạy cáp thường ngắn nên chi phí không phải là vấn đề lớn - ngoại trừ CATV, nhưng sau đó (không giống như điện thoại), mỗi thuê bao không cần mạch riêng để một cáp có thể phục vụ hàng ngàn người xem (CATV hiện đại chủ yếu là cáp quang quang nên coax chạy ngắn hơn nhiều).

Cáp đồng trục thường được sử dụng trong âm thanh để kết nối giữa các bộ phận và thiết bị bên trong, mặc dù không hiệu quả đối với nhiễu từ tần số thấp. Tuy nhiên, trở kháng mạch thường nằm trong phạm vi từ 1k đến 1M, do đó nhiễu từ (tạo ra dòng điện cao nhưng điện áp thấp) ít xảy ra sự cố. Sự dỗ dành vẫn bảo vệ chống lại điện trường (có tác dụng nhiều hơn ở trở kháng cao hơn) và nhiễu rf của tất cả các loại. Tín hiệu âm thanh mức thấp có thể cần được bảo vệ tốt hơn, và sau đó cặp xoắn được che chắn thường được sử dụng. Điều này kết hợp những lợi thế của cả hai loại cáp.

Tôi có thể thấy rằng khái niệm 50 Ohm là tốt để loại bỏ các phản xạ trong lý thuyết đường truyền. Nhưng làm thế nào mà sự mất cân bằng của cáp đồng trục gây ra vấn đề không cân bằng trở kháng?

Cân bằng hoặc không cân bằng không tạo ra sự khác biệt cho kết hợp trở kháng và kết hợp chính xác không phải lúc nào cũng được yêu cầu. Nếu chiều dài cáp ngắn hơn nhiều so với bước sóng tín hiệu thì phản xạ không phải là vấn đề trong hầu hết các ứng dụng. Không ai quan tâm đến trở kháng dỗ trong các ứng dụng âm thanh và ngay cả video tổng hợp (có băng thông ~ 6 MHz) không bị ảnh hưởng rõ rệt bởi các dây cáp chưa từng có trong cáp thiết bị.

Một lý do hoàn toàn riêng biệt mà dỗ dành cho TV là đáp ứng tần số.

Các tổn thất liên quan đến cặp xoắn tăng nhanh theo tần số, đến mức mà các modem DSL phải vật lộn để sử dụng băng thông 10 MHz thấp nhất trên các vòng thuê bao điện thoại tương tự. Vì lý do tương tự, Ethernet tốc độ cao ( 1G , 10G trở lên) trên cặp xoắn bị giới hạn ở độ dài liên kết vật lý rất ngắn (tối đa 100m) - và đòi hỏi rất nhiều công nghệ hiện đại để đạt được điều đó.

Mặt khác, Coax đã (và luôn luôn có) tổn thất khá thấp ở tần số VHF và UHF cần thiết cho TV (10s MHz đến 1 GHz).

Trong một cái nhìn đơn giản:

Cáp đồng trục cuộn lên chế độ xem trái đất phẳng để nó có tính đối xứng mạnh và không có 'bên ngoài' (trước đây là 'bên dưới).

Cộng với độ sâu da trong các dây cáp có nghĩa là bên ngoài vỏ được cách ly hiệu quả (ở tần số cao hơn) từ bên trong vỏ bọc tương tác với lõi.

Điều đó nói rằng, cáp cân bằng rất có lợi khi được sử dụng đúng cách. Xin lưu ý rằng đó là các trở kháng cho điểm chung được cân bằng, không phải là "điện áp" (có tham chiếu tùy ý vì chúng luôn là những khác biệt tiềm năng). Các hệ thống cân bằng hoạt động giống như những cây cầu Wheatstone nơi không có gì chảy trong nhánh liên kết chéo.