Коаксиальный кабель и сигнал заземления

Как коаксиальный кабель несет RF, аудио и низкие частоты. Сигналы? Я понимаю, что между всеми ними должна быть разница, например, обратный путь через щит или нет.

Может кто-нибудь объяснить, что происходит в каждом случае из 3 типов сигналов? В общих чертах, как используется щит и т. Д.

signal grounding

— 1p2r3k4t
источник

Какой кабель? Какой сигнал? Какие страницы в интернете? Мы говорим об аудиосигнале? РФ?

— Фил Фрост,

@PhilFrost Коаксиальный кабель с общим сигналом напряжения. Имеет ли значение, если это аудио или RF?

— 1p2r3k4t

Да, это важно. Вот почему я спросил.

— Фил Фрост

@PhilFrost Можете ли вы рассказать мне об обоих? Если это будет слишком долго, то пусть это будет только RF. Спасибо

— 1p2r3k4t

Это все еще довольно неясно. Ответ на то, как кабель (коаксиальный или нет) несет сигналы в общем случае, охватывает всю область электротехники. Вам придется сузить это больше. Ваш второй абзац представляет ложную дихотомию и не несет ответственности.

— Фил Фрост

Ответы:

Что такое сигнал? Это напряжение, так что это разность потенциалов между двумя проводниками. Поэтому оба проводника необходимы для передачи информации. Когда вы говорите, что один из проводников заземлен, это означает, что вы измеряете все напряжения относительно этого потенциала, т.е.

— Юрий
источник

Таким образом, экран несет тот же ток, что и главный проводник? И это щиты от внешнего шума в то же время?

— 1p2r3k4t

да, ток такой же. Что касается экранирования, оно просто не позволяет практически никаким электромагнитным волнам проникать в кабель, создавая «шумовой» сигнал напряжения

— Юрий

Коаксиальный кабель - это то, что известно как волновод, и энергия течет в пространстве между центральным проводником и внутренней частью внешнего (экрана). Распространением является TEM00 (поперечная электрическая магнитная) мода, которая дублирует распространение в свободном пространстве. Интересно, что распространяющийся волновой фронт создает электрические токи на поверхностях проводников, которые поддерживают волновой фронт. Глубина проникновения этих токов определяется глубиной скин-слоя и, следовательно, определяется частотой сигнала (чем выше частота, тем меньше проникновение). Именно этот эффект по существу изолирует внутренний сигнал от любого сигнала, который течет снаружи коаксиального кабеля (который также имеет ограниченную глубину влияния).

Вот отличная картина из Йоркского университета введите описание изображения здесь

Он показывает очень желательный режим работы ПЭМ, причем линии электрического поля являются радиальными, а линии магнитного поля - окружными. Энергия течет в среде между проводниками. Локализованные токи в проводниках будут поддерживать соседние поля без суммарного движения заряда по длине.

Наоборот, сигнал постоянного тока будет течь вдоль проводников.

А вот и картинка с Microwaves101.com

введите описание изображения здесь

Показывает поверхностный ток при 40 ГГц.

— заполнитель
источник

Это для радиосигналов? Как два проводника кабеля подключены к этому радиочастотному сигналу?

— 1p2r3k4t

Вы получаете локализованные токовые петли, которые соответствуют локализованным магнитным полям в среде между проводниками. В металле нет чистого потока энергии (кроме постоянного тока). Это доказано, потому что вы также можете сделать волновод, который использует тот же материал и анализ, который не имеет центрального проводника, и на самом деле все, что нужно, - это диэлектрическая пластина, и волна будет распространяться по ней, это немного другая конфигурация (TE и Режимы ТМ против режима ТЕМ). Коаксиальный кабель, поскольку он имеет как центральный, так и внешний проводник, поддерживает режим TEM.

— заполнитель

Для радиочастотных сигналов экран несет сигнал точно так же, как и центральный проводник, и, если он где-либо поврежден, производительность кабеля серьезно ухудшится.

Экран ограничивает шум, удерживая требуемое «сигнальное» электромагнитное поле между центральным проводником и внутренней частью экрана, действуя по существу как клетка Фарадея , сохраняя ваш сигнал внутри, а другие сигналы (шум) снаружи. Экран способен полностью (в идеале) содержать электромагнитное поле, несущее сигнал именно потому, что он несет равные и противоположные токи с токами в центральном проводнике в каждой точке вдоль кабеля. Если бы это было не так, было бы внешнее поле. Таким образом, экран также является обратным током.

Геометрия экрана относительно центрального проводника также определяет характеристическое сопротивление кабеля. Если в экране есть какие-либо неоднородности, сигнал будет искажен отражениями . В случае, когда экран полностью отключен на одном конце, искажения, вероятно, довольно ужасны, и передача мощности от драйвера линии к приемнику, вероятно, будет довольно плохой, так как большая часть мощности будет отражена обратно на драйвер линии.

— Фил Фрост
источник