最新射频同轴电缆的技术参数Word下载.docx
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同轴传输特性基本特点:
1.电缆越细,衰减越大:
如75-7电缆1000米的衰减,与75-5电缆600多米衰减大致相当,或者说1000米的75-7电缆传输效果与75-5电缆600多米电缆传输效果大致相当;
2.电缆越长,衰减越大:
如75-5电缆750米,6M频率衰减的“分贝数”,为1000米衰减“分贝数”的75%,即15db;
2000米(1000+1000)衰减为20+20=40db,其他各频率点的计算方法一样。
依照上面1000米电缆测试数据,计算不同长度电缆衰减时,请记住“分贝数是加碱关系”或“衰减分贝数可以按照长度变化的百分比关系计算”,就可以灵活运用了;
3.频率失真特性:
低频衰减少,高频衰减大。
高/低边频衰减量之差,可叫做“边频差值”,这是一个十分重要参数。
电缆越长,“边频差值”越大;
充分认识和掌握同轴电缆的这种“频率失真特性”,这在工程上具有十分重要的意义;
这是影响图像质量最关键的特性,也是工程中最容易被忽视的问题;
三、工程应用设计要点
网上技术论坛里经常有人问:
75-5电缆能传多远?
回答有300米,500米,600米,还有说1000多米也可以的。
为什么会有这么多答案呢?
原因是没有一个统一的标准。
既然工程中同轴电缆是用来传输视频信号的,而视频传输最后又体现为图像,所以谈同轴电缆和同轴视频传输技术应用,就离不开图像质量,离不开决定图像质量的“视频传输质量”和标准。
1.视频传输标准的参数很多,这里仅举一个十分重要的“频率特性”例子来理解。
视频图像信号是由0-6M不同频率分量组成的。
低频成分主要影响亮度和对比度,高频分量主要影响色度、清晰度和分辨率。
显然,对视频传输的基本要求,不是只恢复摄像机原信号亮度、对比度就行了,而且还必须恢复摄像机原信号中各种频率份量的相对比例关系。
“恢复”不可能是100%,而是允许有一个“失真度”范围要求的标准。
这个“标准”的“失真度范围”,在图像上用肉眼应该是分辨不出来的。
反过来说,如果在图像上已经能够观察出一点“失真”了,那不管你主观认为图像“还行,可以,不错”甚至“双方认可验收”等等,这时的视频传输质量,都是“不合格的”。
要把工程图像做好,首先就应该选择合格的传输设备,追求视频传输质量符合标准。
这一点,从网站技术论坛讨论的情况看,还远没引起足够认识。
宏观来看,我国监控行业发展了20多年,工程图像质量不仅没有提高反而有些下降,这不能不引起我们的关注和思考。
2.“视频传输”标准:
由图二可见,对于视频传输,我国广播级视频失真度标准要求如图a):
5M以下幅频特性误差范围为±
0.75db,即91.7—109%;
6M频点为70.7—109%;
监控行业的要求略低一些,如图b),0—6M全范围为±
1.5db,即84—118.8%;
这个传输频率特性要求,与一般“3db通频带”的概念一样;
这里须强调:
要保证图像质量,视频传输系统(产品)的频率失真范围应小于3db;
“3db带宽”这个标准,适用于光缆、射频、微波、同轴和双绞线等各种视频传输系统产品;
这是为了保证图像质量,对视频传输系统的要求。
但还有一个误区:
在工程中还是有不少人用主观评价“工程图像质量好坏”,甚至于用双方是否认可验收来说明“传输系统(设备)”是否合格,这就有些本末倒置了。
工程商这么做可能是“糊涂”;
传输设备厂家如果这么做,那可就是“蒙人”了,如果再利用媒体这么宣传,那就是诚心“误导”了。
3..摄像机信号不加放大补偿,只用同轴电缆传输时,按照“3db带宽”这个标准要求,并结合上面的电缆衰减特性,75-5电缆,不超过3db失真度的电缆长度计算方法是:
1000米20db,20/3=6.67,1000/6.67=150米,75-7电缆为236米。
不同厂家不同批次的电缆特性有一定差别,实际工程设计中,参照这个数据设计和施工,图像质量一般会有保证的。
(准确计算应按照“边频差值”计算,上面计算忽略了低频衰减——原作注)
4.实心聚乙烯绝缘电缆,衰减量大于物理发泡电缆。
所以3db带宽有效传输距离少于上面计算值,工程上大致可按90%左右估算。
如实芯75-5电缆“3db带宽”传输距离大约为150*0.9=135米;
5.高编电缆:
尽管200k以下的衰减小于低编电缆,但200-300k以上的传输衰减与低编电缆一样,所以3db带宽传输距离,反而低于上述计算值,这是由于高编电缆的“边频差值”更大的因素造成的,“边频差值”越大,放大补偿的难度越大;
6.同轴电缆加放大补偿的视频传输方式:
这时系统传输特性是同轴电缆的衰减频率特性和放大补偿的“增益频率特性”之和,放大补偿的“增益频率特性”,应该能有效补偿电缆的频率衰减特性,且二者应该始终保持相反、互补关系,这才可以有效扩展同轴电缆的传输距离。
目前这项同轴视频传输技术,产品已经达到的技术水平是:
只用一级末端补偿(无前端无中继),75-5电缆在2km,75-7电缆在3km范围以内的任意距离上,都可以实现上述传输标准;
传输距离和传输质量已经和多模光端机相当,而在传输成本、施工维护和图像质量可控恢复功能方面,都具有独特的实用优势和竞争优势;
这就是说,同轴视频传输技术,以将有效监控范围扩展到了2-3公里,且是我国自有知识产权技术。
7.工程中确有不少工程是按照“只要图像质量双方认可验收”就是“硬道理”的做法,这实际是无标准可言,不属本文讨论范围。
不过这里可以进一言:
还是多做些有影响的样板工程才是长远之计;
四、同轴电缆的抗干扰性能
[工程经验]:
一路本来没有干扰的图像,运行中偶然出现了干扰,经检查是BNC电缆头接地不良引起的。
重新焊好后,干扰消失了,图像恢复正常。
这说明什么问题呢?
一是说明周围环境确有外界电磁干扰存在,二是说明在正常情况下,同轴电缆可以把这类干扰屏蔽掉,三是说明BNC电缆头接地不良,破坏了电缆的屏蔽性能,使原来已经被屏蔽掉的干扰,在新的条件下又显现出来了。
这就是我们探讨干扰产生原理的启发点。
对于干扰的探讨,eie实验室的研究成果表明:
1.同轴干扰形成原理:
就像天线接收电磁波原理一样,电缆外部客观存在的交变电磁场,可以在电缆外导体上产生干扰感应电流——干扰感应电流在电缆“纵向电阻(阻抗)”Rd上,会形成干扰感应电动势(电压)Vi——干扰感应电动势刚好串联在视频信号传输回路里,与视频信号一起加到末端负载Rh上,形成了干扰。
这就是同轴干扰形成原理,见图三。
2.显然:
当电缆外导体电阻很小,或当外界电磁干扰不是很强,感应电流很小,感应电动势也就很小,而且远远小于视频信号,这时就可以认为“没有干扰”。
这就是同轴电缆屏蔽干扰的作用;
3.在上面工程经验中,当接头没有焊接好、接触不良、编织层在穿管时被拉断、或在电梯随行电缆中,长时间反复弯曲加上垂直重力作用编织层被逐步拉断时,都会造成外导体电阻增加,导致“干扰感应电压”升高,视频信号传输效率(分压比例)降低,使原来没有显现出来的“干扰”也出现了;
4.工程中的“地电位”干扰也是通过同轴电缆外导体电阻才起作用的,所以单端接地可有效排除;
5.四屏蔽高编(128)电缆外导体电阻比低编电缆小,所以形成的干扰感应电动势也要低一些,这种“低一些”的效果,只是对低频干扰而言的(欧姆电阻为主)。
对于高频干扰,由于趋肤效应,高、低编电缆的表面阻抗基本一样,所以对高频的抗干扰效果区别不大;
需要明确的是:
与低编电缆比较,四屏蔽高编(128)电缆这种能够“适当减弱”低频干扰的效果,其减弱程度是与两种电缆外导体电阻成反比关系;
工程上值得认真考虑的是这点减弱干扰的效果,与高编电缆的高投入成本是否值得?
五、视频传输中的抗干扰措施
工程中产生干扰的情况很多很复杂,但可以大致分为两大类:
一类是电缆传输线路“外部电磁干扰”的入侵,如地电位干扰、电台干扰、电火花干扰、并行电缆耦合干扰等。
这是影响最大、设计和施工中又很难预测的干扰。
第二类是两端设备问题和故障引入的干扰,如设备电源故障引来的50/100周电源干扰,或开关电源的高频电源干扰等,不妨把这一类叫着“内部干扰”,这部分比较好解决。
我们主要谈第一类的外部干扰。
工程中比较成熟的经验有:
1.防止“地电位”的单端接地或不接大地;
2.电缆穿金属管,或走金属线槽;
此法十分有效,但成本较高,施工有一定复杂度;
3.埋地;
4.“远离”其他动力电缆或信号控制电缆,并尽量避免或减少并行;
5.集中供电和控制信号传输采用屏蔽电缆,但屏蔽层不能两端都接视频地;
6.施工穿管时,把“布线这种粗活”在当地雇临时工来做,结果多处拉断同轴电缆编织网,使外导体电阻增大,产生干扰,这种情况十分多。
但这属于可以避免,发生概率又最高的“人为因素”。
7.电缆中间接头连接方法,不是采用F型接头和双通连接,而是采用“焊接”或“扭接”的方法,这就破坏了电缆的同轴性和特性阻抗的连续性,容易引起反射和干扰。
这属于经验不足的人为因素;
8.采用抗干扰器,用平衡抵销原理抗干扰。
但局限性较大,现场调试交麻烦;
六、同轴抗干扰技术新进展——抗干扰同轴电缆
在外部强干扰源仍然存在的情况下,为什么电缆穿金属管,或走金属线槽后,就可以有效抗干扰呢?
正确的回答也应该是“屏蔽的效果”。
那么这种屏蔽和四屏蔽电缆的屏蔽又有什么不同呢?
两种屏蔽情况的根本区别在于“感应电动势是否串联在视频信号的传输回路中”?
从上面“同轴电缆的抗干扰性能”一节分析已经知道,干扰在四屏蔽(铝箔+64编网+铝箔+64编网)电缆上形成的干扰感应电动势,仍然是串联在视频信号的传输回路中,所以它的效果只能是“减弱”干扰,而不是真正意义上的抗干扰;
“穿管”的情况就不同了,尽管:
外界电磁干扰也会在“金属管”上产生感应电动势,但这个感应电动势与视频信号的传输回路是绝缘隔离的,所以才不会对视频信号形成干扰。
这也是彻底解决同轴电缆抗干扰性能的出路所在。
国产同轴电缆的同一型号和含义
分类代号
绝缘材料
护套材料
派生特征
符号
含义
S
通轴射频电缆
Y
聚乙烯
V
聚氯乙烯
P
屏蔽
SE
对称射频电缆
W
稳定聚乙烯
Z
综合
SJ
强力射频电缆
F
氟塑料
SG
高压射频电缆
X
橡皮
B
玻璃丝编制侵硅有机漆
ST
特性射频电缆
I
聚乙烯空气绝缘
H
SS
电视电缆
D
稳定聚乙烯空气绝缘
M
棉纱编织
例如:
SYV-75-3-1型电缆表示同轴射频电缆,用聚乙烯绝缘,用聚氯乙烯做护套,特性阻抗为75Ω,芯线绝缘外经为3mm,结构序号为1。
常用同轴电缆型号的规格和主要参数
电缆型号
绝缘形式
芯线外经
mm
绝缘外经
电缆外经
特性阻抗
Ω
衰减常数(dB/100m)
30(MHz)
200(MHz)
800(MHz)
SYKV-75-5
藕芯式
1.10
4.7
7.3
75±
3
4.1
11
22
SYKV-75-9
1.90
9.0
12.4
2.5
2.4
6
12
SYKV-75-12
2.60
11.5
15.0
1.6
4.5
10
SSYKV-75-5
1.00
4.8
4.2
23
SSYKV-75-9
13.0
2.1
5.1
SIOV-75-5
1.13
5.0
7.4
3.5
8.5
17
SIZV-75-5
竹节式
1.20
SYDV-75-9
2.20
11.4
1.7
9.2
SYDV-75-12
3.00
14.4
2
1.2
3.4
7.1
SDVC-75-5
6.8
4
10.8
22.5
SDVC-75-7
1.60
10.0
2.6
15.2
SDVC-75-9
2.00
12.0
5.7
12.5
SDVC-75-12