Коаксиальный кабель - самый распространенный в практике передачи видеосигналов. Частотная зависимость характеристики затухания от длины ограничивает дистанцию применения требованиями по разрешающей способности в системе. Для систем с высоким разрешением (более 400 ТВЛ) необходимо соблюдать следующие ограничения: для кабелей RG-59 или РК-75-4 максимальная дистанция передачи видео до 300м; для кабелей RG-11 или РК-75-7 максимальная дистанция передачи видео до 500м. При большом пространственном разносе источника и приемника сигналов требуются специальные меры по гальванической развязке. С увеличением длины коаксиального кабеля увеличивается степень воздействия на него внешних помех, растет затухание сигнала при его прохождении по кабелю. При превышении определенной длины кабеля потери в нем приводят сначала к уменьшению яркости, а затем к размытости пикселов и появлению характерного темного шлейфа от темных элементов изображения. Величина затухания зависит от качества материалов, применяемых для изготовления кабеля. О погонном затухании в коаксиальном кабеле типа РК можно судить по его конструкции: чем больше диаметр внутренней изоляции кабелей (в обозначении марки кабеля он указан в миллиметрах после цифры 75), тем меньше его погонное затухание.

Строение коаксиального кабеля

Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, внутреннего диэлектрика, экрана и внешней оболочки.
Центральный проводник кабеля предназначен для передачи сигнала из одной точки в другую. Его делают из материалов, хорошо проводящих электрический ток. Обычно используется медь, которая подходит для этих целей по своим электрическим, механическим и стоимостным параметрам. Другие материалы также могут применяться в каких-то специальных целях. К ним можно отнести алюминий, серебро и золото. Центральный проводник может быть как одножильным, так и многожильным.

Рис. 1. Коаксиальный кабель с центральным одножильным проводником и двойным экраном

Рис. 2. Коаксиальный кабель с центральным многожильным проводником и экраном-оплеткой

Одножильный — это центральный проводник, выполненный в виде одного прямого провода (рис. 1). Одножильный проводник хорошо формуется, но не отличается хорошей гибкостью. Поэтому кабели с одножильным проводником обычно используются в стационарных инсталляциях.
Витой многожильный — представляет собой проводник, состоящий из множества тонких проводов, свитых вместе (рис. 2). Эти кабели гибкие, они легче и применяются в основном в мобильных инсталляциях. Однако по своим характеристикам такой кабель несколько уступает кабелю с одножильным проводником такого же типоразмера.

Внутренний диэлектрик, называемый также внутренней изоляцией кабеля, выполняет в коаксиальных кабелях важную роль. Прежде всего, это материал, который изолирует центральный проводник от экрана. Но кроме того, он определяет импеданс и емкость кабеля.
Обычно в кабелях общего назначения используется полиэтилен, а для производства негорючих кабелей — фторсодержащие полимеры.
Дешевые кабели имеют диэлектрик из твердого полиэтилена. Более серьезный производитель использует вспененный полиэтилен, который обеспечивает более низкое погонное затухание сигнала в кабеле на высоких частотах.
Стоит заметить, что некоторые производители вспенивают диэлектрик химическим способом. В результате получается низкоплотный полиэтиленовый компаунд, подверженный механическим повреждениям и нестабильный к воздействию окружающей среды в виде температуры и влажности.
Наивысшее качество кабеля получается с физически вспененным диэлектриком. Он содержит до 60% воздушных пузырьков, за счет чего уменьшается затухание высоких частот сигнала. По прочности физически вспененный полиэтилен не отличается от обычного твердого невспененного полиэтилена, обеспечивая необходимую гибкость и устойчивость к механическим воздействиям. И, наконец, обладая высокой стойкостью к температурным колебаниям и влажности, физически вспененный диэлектрик обеспечит стабильность параметров и длительную эксплуатацию кабеля.

Экран выполняет две важные роли. Он работает как второй проводник, подключенный к общему «земляному» проводу оборудования. В то же время он экранирует сигнальный проводник от посторонних излучений. Существуют различные методы экранировки для кабелей, выполняющих различные задачи. Это экран из фольги, плетеный экран и комбинации из фольги и оплетки.
Оплетка — экран, который изготавливается из множества тонких проводников, сплетенных в виде сетки, охватывающей центральный проводник с внутренним диэлектриком (см. рис. 2). Оплетка обычно обладает меньшим сопротивлением, чем фольга, и отличается лучшей устойчивостью к постороннему электромагнитному полю и электромагнитным наводкам. Наводки имеют различный характер и происхождение. Это могут быть как низкочастотные наводки (например, от промышленной сети питания), так и высокочастотные (ВЧ-шум от работы электронных приборов и при искрении электрических машин).
Оплетка может сочетаться с другими видами экранов, например с алюминиевой или медной фольгой, которые дают наибольшее значение эффективности экранирования, т.к. фольга позволяет обеспечить до 100% экранировки в сочетании с оплеткой (см. рис. 1). Учитывая, что оплетка может обеспечить эффективность экранировки до 90%, чтобы получить 100%, необходимы две оплетки, что существенно увеличивает стоимость кабеля, его вес и ухудшает гибкость. Гораздо легче добиться 100% эффективности экранировки можно сочетанием оплетки и фольги.Об эффективности экранирования коаксиального кабеля можно судить по его конструкции: чем выше плотность внешнего проводника (экрана), тем больше значение этого параметра.

Необходимую защиту внутренних компонентов кабеля обеспечивает внешняя оболочка. Оболочка защищает кабель от климатического, химического воздействия и предохраняет от солнечного света. По типу оболочки кабели можно разделить на стандартные и специального исполнения.
Стандартный кабель — имеет обычную, чаще всего поливинилхлоридную оболочку, которая защищает кабель (в том числе и многожильный) от механических воздействий и влаги, а также играет роль электрической изоляции.

Основные параметры коаксиального кабеля

Импеданс — основной показатель, определяющий возможность передачи энергии сигнала по кабелю между источником и приемником. Все элементы на пути сигнала, разъемы и сам кабель должны иметь один импеданс. Несоблюдение этого правила приводит к внутренним отражениям в кабеле, что может привести к появлению на изображении двойных контуров. Самой частой причиной появления отражений являются некачественные разъемы или их неправильная установка, а также применение разъемов и кабелей разного импеданса.
Стандартный импеданс видеокабелей составляет 75 Ом.

Затухание — показатель потерь энергии сигнала внутри кабеля. Каждый кабель имеет свои частотные свойства, поэтому ослабление на разных частотах тоже разное и чем частота выше, тем ослабление больше.

Сопротивление — показатель качества проводника, буквально показывающий, какая часть энергии сигнала превратится в тепло. Результат таких потерь — снижение уровня сигнала, а соответственно, динамической яркости изображения.
Сопротивление измеряется в омах (Ω), и именуется иначе как сопротивление постоянному току или активное сопротивление. Для кабелей сопротивление указывается как Ом на 100 метров (Ω/100m) или Ом на 1000 футов (Ω/1,000 feet) и может именоваться также как погонное сопротивление.
Сопротивление зависит от материала проводника, его размеров и температуры.
Лучшие кабели имеют сигнальные проводники из химически чистой меди или покрываются тонким слоем серебра.

Емкость. По конструкции любой коаксиальный кабель — вытянутый конденсатор. Емкость измеряется в фарадах (F), а емкость кабеля в пикофарадах на метр (pF/m) или в пикофарадах на фут (pF/ft).
Емкость кабеля влияет на высокочастотные составляющие видеосигнала, то есть на четкость и детализацию изображения. Емкость определяется качеством диэлектрика и конструкцией кабеля. Этот параметр особенно важен при передаче цифровых сигналов.

Применяемые для систем видеонаблюдения коаксильные кабели всех видов (кабели снижения, магистральный кабель, распределительный кабель, абонентский кабель) должны иметь волновое сопротивление 75 Ом.
Условные обозначения отечественных коаксиальных кабелей согласно ГОСТу 11326.0.78 имеет следующий вид:РК.W-d-mn-q.
Первые две буквы (РК) указывают тип кабеля-радиочастотный, коаксиальный.
Первое число W означает величину номинального волнового сопротивления (50, 75, 100, 150, 200 Ом).
Второе число d соответствует номинальному диаметру изоляции округленному до меньшего ближайшего целого числа для диаметров более 2 мм (за исключением диаметра 2,95 мм, который округляется до 3 мм и диаметра 3,7 мм, который не округляется).
В зависимости от диаметра по изоляции кабеля подразделяются на субминиатюрные (до 1 мм), миниатюрные (1,5-2,95 мм), среднегабаритные (3,7-11,5 мм) и крупногабаритные (более 11,5 мм). Номинальный диаметр по изоляции коаксиального кабеля должен быть равен одной из величин следующего ряда:
0,15; 0,3; 0,6; 0,87; 1; 1,5; 2,2; 2,95; 3,7; 4,6; 4,8; 5,6; 7,25; 9; 11,5; 13; 17,3; 24; 33; 44; 60; 75 мм.
Для соединений между аппаратурой применяются в основном кабели от 5,6 до 7,5мм, для магистральных соединений применяются кабели 9-13 мм. Обычно самый лучший 11,5 мм.
Число «m» обозначает группу изоляции и категорию теплостойкости кабеля:
1-кабели со сплошной изоляцией обычной теплостойкости;
2-кабели со сплошной изоляцией повышенной теплостойкости;
3-кабели с полувоздушной изоляцией обычной теплостойкости;
4-кабели с полувоздушной изоляцией повышенной теплостойкости;
5-кабели с воздушной изоляцией обычной теплостойкости;
6-кабели с воздушной изоляцией повышенной теплостойкости;
7-кабели высокой теплостойкости.
Число « n» указывает на порядковый номер разработки.
В отдельных случаях в условное обозначение вводится дополнительная буква (q) :
С - кабель повышенной однородности и фазовой стабильности;
Г - герметичный;
Б - имеет бронепокров;
ОП - имеет поверх оболочки вылетку стальных оцинкованных проволок.
Например: РК-75-4-11-С-это означает радиочастотный, коаксиальный с номинальным волновым сопротивлением 75 Ом, номинальным диаметром изоляции 4,6 мм, со сплошной изоляцией обычной теплостойкости, порядковый номер разработки 1, кабель повышенной однородности.

Маркировка и обозначения импортных кабелей устанавливается международными, национальными стандартами, а также собственными стандартами предприятий-изготовителей (наиболее распространённые серии марок RG, DG и др.)

При монтаже коаксиальных кабелей необходимо соблюдать минимальные радиусы изгиба (оговариваются в стандарте или ТУ на кабели разных марок).
Так, для кабеля РК-75-4-11 минимальный радиус изгиба при t> +5°C - 40 мм, а при t< +5°C - 70 мм.
Сгибать кабель под меньшим радиусом не рекомендуется. Следует также учитывать, что под действием собственного веса кабель вытягивается.
Это необходимо учитывать при прокладке кабеля (по вертикали) и между строениями. Его следует закреплять к стене (мачте) или вспомогательному тросу через каждые 1-2 м.

При хранении кабелей с воздушной и полувоздушной изоляцией их концы должны быть защищены от проникновения влаги внутрь кабеля, а при эксплуатации необходимо применять герметичные соединители.

Срастить два отрезка коаксиального кабеля 1 можно способом, показаным на рис. 3 для чего освобожденные от изоляции части центральных проводников кабелей необходимо максимально укоротить. Места пайки проводников не должны иметь значительных утолщений, поэтому центральные (внутренние) проводники частично спиливают надфилем (одна сторона проводника окажется плоской). После залуживания оловянно-свинцовым припоем спиленные концы проводников накладывают друг на друга и запаивают. Чтобы не изменить волновое сопротивление, необходимо восстановить на месте сращиваемого участка кабеля внутреннюю изоляцию 3 (предварительно изготавливается из снятой с кабеля внутренней полиэтиленовой изоляции). Деталь 2 вырезают из жести или медной фольги толщиной около 0,1…0,2 мм и устанавливают поверх соединенного участка с восстановленной изоляцией 3. Пайку оплетки кабелей следует произвести в местах вырезов детали 2. Для придания прочности соединению деталь 2 по всей длине целесообразно плотно обмотать изолентой 4.

Рис.3. Способ сращивания коаксильных кабелей.

В пособии к РД 78.145-93 указывается следующий способ сращиваняя коаксильного кабеля:

Снять с концов кабеля, предназначенных для соединения, верхнюю полиэтиленовую оболочку на длине не менее 30 мм от концов;
распустить металлическую оплетку, состоящую из тонких медных проволок на одном конце кабеля на 20 мм, на другом конце обрезать на такую же длину и из распущенных медных проволок оплетки скрутить 4 жгута и залудить;
- залудить оплетку второго конца кабеля по окружности на длине не менее 5 мм (во избежание расплавления полиэтиленовой изоляции центральной жилы, под оплетку, необходимо положить предохраняющую изоляцию из кабельной бумаги в 2 слоя);
- освободить центральную жилу кабеля от изоляции на длину не менее 15 мм;
- скрутить центральные жилы двух кабелей между собой и паять.
Длина оголенного слоя должна быть 15 мм;
- разрезать снятую изоляцию центральной жилы, наложить ее на спай центральных жил и, расправляя паяльником, заделать спай;
- припаять облуженные четыре жгута к облуженной оплетке второго кабеля симметрично со всех сторон;
- надеть на готовое соединение двух кабелей снятую разрезанную вдоль наружную изоляцию и оплавить ее с помощью паяльника с основной изоляцией кабеля.

При пайке центральной жилы нельзя допускать ее перегрева, т. к. при этом происходит смещение и нарушается однородность волнового сопротивления.
При монтаже кабелей и разделке оплеток последние нельзя разрезать: оплетку надо расплести, скрутить в одну или две косички и залудить.
Разделывая кабель, необходимо следить за тем, чтобы случайно не была подрезана центральная жила и чтобы не замкнуть на нее проволочную оплетку.

При такой заделке кабеля его однородность практически не нарушается. В противном случае, на экране видеоконтрольного устройства могут появиться повторы, вертикальные полосы и ухудшается помехозащищенность кабеля.

Если коаксиальный кабель проложен параллельно электросети, возникают проблемы. Величина ЭДС, наведенной в центральной жиле, зависит, во-первых, от тока, протекающего по сетевому кабелю, что, в свою очередь, зависит от тока потребления нагрузки по данной линии. Во-вторых, она зависит от того, насколько далеко коаксиальный кабель пролегает от силового кабеля. И, наконец, она зависит от того, на какой протяженности эти кабели пролегают вместе. Иногда соседство на протяжении 100 м не оказывает никакого влияния, но если по силовому кабелю течет большой ток, то даже 50 м могут сказаться на качестве видеосигнала. При монтаже постарайтесь (всегда, когда это возможно) сделать так, чтобы силовые и коаксиальные кабели не проходили очень близко друг к другу. Для ощутимого уменьшения электромагнитных помех необходимо, чтобы расстояние между ними составляло хотя бы 30 см.
На экране видеомонитора наводки электросети имеют вид нескольких жирных горизонтальных полос, медленно сползающих вверх или вниз. Скорость их перемещения определяется разницей между частотой полей видеосигнала и промышленной частотой, и может составлять от 0 до 1 Гц. В результате на экране появляются неподвижные или очень медленно перемещающиеся полосы. Другие частоты проявляются в виде различных шумовых картин - в зависимости от источника наводок. Главное правило заключается в том, что, чем выше частота наведенного нежелательного сигнала, тем тоньше детали шумовой картины. Периодические наводки, вроде молнии или проезжающего автомобиля, будут давать нерегулярную картину шумов.

Разрыв кабеля посередине и заделка образовавшихся концов приведет к некоторой потере сигнала, особенно, если концы заделаны плохо или использованы некачественные BNC-разъемы. Хорошая заделка дает потерю сигнала не более 0,3:0,5 дБ. Если в кабеле не слишком много подобных сращиваний, то потери сигнала незначительны.

1. Выбор разъемного соединения.

Следующим шагом является качественное подключение коаксильного кабеля к оборудованию. Довольно часто один-единственный некачественный разъем приводит к потере качества изображения всей системы. Плохой обжим или пайка зачастую приводят к отражениям сигнала в кабеле, потерям и искажениям.
Выбранный кабель должен быть рассчитан на разделку на него нужного разъема, либо в спецификации нужно предусмотреть соответствующие переходники. Ведущие производители кабеля выпускают также и разъемы для кабеля, либо указывают в спецификациях рекомендуемый тип разъема другого производителя, обеспечивающий качественную разделку разъема на кабель.

Для подсоединения коаксиального кабеля к оборудованию применяют соединения под зажим. Это соединение для приемных телевизионных антенн, видеокамеры наружного наблюдения, и т. д. изображено на рис. 1.

Перед подключением коаксиального кабеля к оборудованию кабель необходимо разделать, залудить места подсоединения, т.е. центральный провод и наружную экранирующую оплетку. Экранирующую оплетку при разделки кабеля заворачивают в два слоя. Место подсоединения кабеля с разъемом необходимо герметизировать. Если это антенна, то необходимо герметизировать антенну коробку, чтобы не попали осадки и не происходило окисления в месте присоединения.

Коаксиальный кабель от места подсоединения до ближайшего соединения обязательно должен быть целый, без разрывов, т. к. в месте соединения двух отрезков нарушается однородность волнового сопротивления, что приводит к появлению отраженного сигнала, потерям уровня проходящего сигнала и повторам изображения.

Для соединения оборудования между элементами видеоохранной системы, систем кабельного телевидения и т. д., применяют разъемные соединения типа BNС, F, CP-75-154 П (вилка), СР-75-155 П (гнездо), СР-75-167 ПВ (вилка),СР-75-158 ПВ (гнездо), СР-75-201 ФВ (вилка), СР-75-202 ФВ (гнездо). Для каждого типа кабеля существуют свои разъемы (это определяется диаметром кабеля)..

Разделка кабеля под соединительный разъем типа F показана на рис. 2.

Монтаж обжимных BNC-разъемов

Рис. 3. Зачищенный коаксиальный кабель

Рис. 5.

Рис. 5.

• специальным инструментом зачищается конец кабеля (рис. 3);
• на кабель надевается пластиковый колпачок или термоусадочная трубка и обжимное кольцо (рис. 4);
• на центральный проводник кабеля надевается центральный контакт разъема (рис. 4);
• центральный контакт обжимается на центральном проводнике кабеля обжимными клещами;
• после предварительного распушения оплетки кабель с усилием вставляется в разъем до фиксации в нем центрального контакта, после чего на хвостовик разъема до упора надевается обжимное кольцо. При этом надо прижать оплетку кабеля к хвостовику (рис. 5);
• обжимными клещами производится обжим кольца, на хвостовик разъема надевается пластиковый колпачок или термоусадочная трубка, обсаживаемая строительным феном (рис. 6).

Монтаж компрессионных BNC-разъемов

Рис. 7. Технология разделки компрессионного разъема на кабель

Установка выполняется в три шага, как показано на рис. 7.
Для качественной разделки разъемов на кабель лучше использовать фирменный обрезной и обжимной инструмент, рекомендованный для данного типа кабеля и разъемов, иначе качество контакта гарантировать проблематично.

2. Лужение и пайка кабеля.

Для лужения и пайки применяют мягкий припой. Радио мастеру необходимо владеть паянием мягким припаем. Мягкий припай представляет собой обычно сплав олова со свинцом с содержанием олова от 30 до 60%. Содержание олова в припае можно установить по хрусту, который издает припай при сгибании его. Хруст тем сильнее, чем больше процент олова.

В соответствии со стандартом олово-свинцовые припои маркируются буквами ПОС и числом, указывающим содержание олова в процентах. С увеличением количества олова от 18% до 64% температура плавления припоя понижается от 240 0 до 180 0 С. Так как олово является дефицитным материалом, рекомендуется применять сплавы с умеренным содержанием олова (чаще всего ПОС-30).

Для производства лужения и пайки применяют электропаяльники мощностью от 25 Вт до 100Вт. Напряжение питания электропаяльников 220 Вт переменного тока или для помещений с повышенной опасностью, или в особо опасных помещениях по технике безопасности применяют электропаяльники с напряжением питания 36-42 В переменного тока.

Наконечник электропаяльника нужно постоянно поддерживать в чистом состоянии и через определенные промежутки времени отчищать от окалины.

При паянии мягким припоем необходимо места спайки тщательно зачистить мелким напильником, ножом или наждачной бумагой. Чтобы уменьшить окисление зачищенной поверхности проводника применяют спирто-канифольную смесь или канифоль для лучшего лужения поверхности, т. е. флюсы. Их наносят на поверхность вместе с припоем. Перед производством пайки проводов или элементов необходимо обе поверхности залудить, а затем производить пайку. Прогревать припой необходимо до полного плавления и образования капли. Затем каплю поднести к месту пайки и прогревать до полного оплавления двух поверхностей. При этом нужно учитывать, что от перегрева может оплавиться изоляционный материал между центральным проводом и экранирующей оплеткой в кабеле. Пайка одной точки должна быть не более 2-х секунд.

При пользовании электропаяльником необходимо проверять, чтобы провод питания был целым и не было оплавленной изоляции. Недопустимо, чтобы один из проводов питания через спираль нагрева касался корпуса паяльника. Ручка паяльника должна быть целой. При пайки не допускать касания шнура питания нагретых деталей паяльника во избежании оплавления изоляции. При пайки элементов, не допускающих статических наводок необходимо паять на заземленных столах и иметь экранирующий браслет.

Работать паяльником, имеющим один из этих дефектов, не допускается!

Обжим (1) А

Обжим (2) В

Обжим (3) С

Обжим (4) D

Обжим (5) Е

Обжим (6) F

Обжим (7) G

Разъем угловой (1) H

Соединение (зажимной) разъем (1) I

Соединение (зажимной) (2) J

Соединение (зажимной) (3) K

Соединение (зажимной) (4) L

Накручивающийся (1) M

Полужесткий тип (под пайку) (2) N

Для того чтобы подключить телевизионный кабель, соединить несколько проводов в один или разделить антенный кабель на несколько используются специальные штекеры, соединители и разветвители. Как правильно обжать коаксиальный кабель смотрите в нашем видео. Случаи, когда необходимо соединить разъем или переходник с антенным кабелем могут быть разные: - Подключение телевизионных и спутниковых устройств. - Разделение кабеля на несколько телевизоров. - Прокладка нового или ремонт старого кабеля в случае разрыва. - Изменение длины кабеля при переносе оборудования и др. Из инструментов для работы понадобятся: нож, кусачки и плоскогубцы. Для соединения обычно используются F-коннекторы различных типов. Необходимо соблюдать определенный порядок зачистки провода и соединения его с муфтой. Существенно облегчит дело знание устройства коаксиального кабеля: - Центральным элементом является проводник в виде медной жилы, по которой и поступает телевизионный сигнал. - По верх сигнального провода следует изоляционная оболочка. - Следующим элементом идет алюминиевая фольга, выполняющая роль второго проводника, и (или) оплетка из медных луженых проводов. Эта оплетка выполняет роль защитного экрана, препятствуя созданию помех от внешних электромагнитных волн. - Покрывает все еще один слой пластиковой изоляции, которая выполняет также функцию защиты от механических воздействий. Чтобы соединить антенный кабель со штекером, нам первым делом нужно подготовить кабель: - Отступаем от края кабеля полтора сантиметра и делаем тонкий круговой срез. Старайтесь срезать внешний слой изоляции аккуратно и не повредить тонкие волоски экрана под ним. - Снимите срезанный кузок изолятора. Аккуратно и равномерно отогните волоски экрана и полоски фольги. - Отступив от загнутого края фольги 2 мм, сделайте еще один круговой срез внутреннего изолятора. - Возьмите разъем и вращая его по часовой стрелке накрутите на подготовленный конец кабеля до упора. Берем в помощь плоскогубцы или пассатижи и крутим пока не увидим изолятор возле начала гайки. - Лишнюю часть центрального проводника откусите кусачками, оставив 1-2 мм от края разъема. Действовать нужно осторожно, чтобы не повредить сигнальный провод, экранирующую оплетку. Не забывайте, что антенный коаксиальный кабель при прокладке не должен иметь резких изгибов. Если вам необходимо проложить кабель с поворотом под углом 90 градусов, то обязательно используйте угловые переходники. Так же при разводке кабеля на несколько телевизоров вам понадобятся разветвители (сплиттеры) и соединительные переходники. Это поможет избежать помех при просмотре ТВ и потери сигнала.