Signal et masse du câble coaxial

Comment un câble coaxial transporte-t-il des fréquences RF, audio et basses fréquences? signaux? Je comprends qu'il doit y avoir une différence entre tout cela, par exemple le chemin de retour passant par le bouclier ou non.

Quelqu'un peut-il expliquer ce qui se passe dans chaque cas des 3 types de signaux? De manière générale, comment le bouclier est utilisé, etc.

signal grounding

— 1p2r3k4t
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Quel câble? Quel signal? Quelles pages sur Internet? Parlons-nous d'un signal audio? RF?

— Phil Frost,

@PhilFrost Câble coaxial avec un signal de tension général. Est-ce important que ce soit audio ou RF?

— 1p2r3k4t

Oui c'est important. C'est pourquoi j'ai demandé.

— Phil Frost

@PhilFrost Pouvez-vous me parler des deux? Si ce serait trop long, alors que ce ne soit que RF. Merci

— 1p2r3k4t

C'est encore assez peu clair. La réponse à la façon dont un câble (coaxial ou non) transporte des signaux dans le cas général englobe tout le domaine de l'électrotechnique. Vous devrez le réduire davantage. Votre deuxième paragraphe présente une fausse dichotomie et n'est pas responsable.

— Phil Frost

Réponses:

Qu'est-ce qu'un signal? C'est une tension, c'est donc une différence de potentiel entre deux conducteurs. Par conséquent, les deux conducteurs sont nécessaires pour transmettre des informations. Lorsque vous dites que l'un des conducteurs est mis à la terre, cela signifie simplement que vous mesurez toutes les tensions par rapport à ce potentiel, c'est-à-dire que c'est votre référence.

— Yuriy
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Le blindage transporte donc le même courant que le conducteur principal? Et les boucliers du bruit extérieur sont-ils en même temps?

— 1p2r3k4t

oui, le courant est le même. En ce qui concerne le blindage, il ne permet tout simplement pas à presque toutes les ondes EM de pénétrer dans le câble, créant un signal de tension `` bruit ''

— Yuriy

Un câble coaxial est ce que l'on appelle un guide d'onde et l'énergie circule dans l'espace entre le conducteur central et l'intérieur de l'extérieur (blindage). La propagation est en mode TEM00 (Transverse Electric Magnetic) qui reproduit la propagation en espace libre. Fait intéressant, le front d'onde se propageant crée des courants électriques sur les surfaces des conducteurs qui supportent le front d'onde. La profondeur de pénétration de ces courants est dictée par la profondeur de la peau et est donc contrôlée par la fréquence du signal (plus la fréquence est élevée, moins la pénétration est importante). C'est cet effet qui isole essentiellement le signal interne de tout signal qui circule à l'extérieur du câble coaxial (qui a également une profondeur d'influence limitée).

Voici une excellente photo de l'Université York entrez la description de l'image ici

Il montre le mode de fonctionnement TEM très souhaitable, les lignes de champ électrique étant radiales et les lignes de champ magnétique étant circonférentielles. L'énergie circule dans le milieu entre les conducteurs. Les courants localisés dans les conducteurs soutiendront les champs adjacents sans mouvement net de charge sur toute la longueur.

Inversement, un signal DC circulera le long des conducteurs.

Et voici une photo de Microwaves101.com

entrez la description de l'image ici

Affiche le courant de surface à 40 GHz.

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C'est pour les signaux RF? Comment les deux conducteurs de câble sont-ils connectés à ce signal RF?

— 1p2r3k4t

Vous obtenez des boucles de courant localisées qui correspondent aux champs magnétiques localisés dans le milieu entre les conducteurs. Il n'y a pas de flux d'énergie net dans le métal (sauf pour DC). Cela est prouvé parce que vous pouvez également créer un guide d'ondes qui utilise le même matériau et la même analyse qui n'a pas de conducteur central et en effet tout ce qui est nécessaire est une plaque diélectrique et l'onde se propage vers le bas, sa configuration légèrement différente (TE et Modes TM vs mode TEM). Le câble coaxial car il possède à la fois un conducteur central et extérieur prend en charge le mode TEM.

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Pour les signaux RF, le blindage transporte le signal autant que le conducteur central, et s'il est cassé n'importe où, les performances du câble se dégraderont sérieusement.

Le bouclier limite le bruit, en contenant le champ électromagnétique "signal" souhaité entre le conducteur central et l'intérieur du bouclier, agissant essentiellement comme une cage de Faraday , gardant votre signal à l'intérieur et d'autres signaux (bruit) à l'extérieur. Le blindage est capable de contenir complètement (idéalement) le champ EM transportant le signal précisément parce qu'il transporte des courants égaux et opposés à ceux du conducteur central en tout point du câble. Si ce n'était pas le cas, il devrait y avoir un champ extérieur. Ainsi, le blindage est également le chemin du courant de retour.

La géométrie du blindage par rapport au conducteur central définit également l' impédance caractéristique du câble. S'il y a des discontinuités dans le blindage, le signal sera déformé par les réflexions . Dans le cas où le blindage est entièrement déconnecté à une extrémité, les distorsions sont probablement assez horribles et le transfert de puissance du pilote de ligne au récepteur sera probablement assez faible, car la majeure partie de la puissance sera réfléchie vers le pilote de ligne.

— Phil Frost
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