Como um cabo coaxial transporta RF, áudio e baixa frequência? sinais? Entendo que deve haver uma diferença entre tudo isso, por exemplo, o caminho de retorno sendo através do escudo ou não.
Alguém pode explicar o que acontece em cada caso dos 3 tipos de sinais? Em termos gerais, como o escudo é usado, etc.
Respostas:
O que é um sinal? Como é uma tensão, é uma diferença potencial entre dois condutores. Portanto, os dois condutores são necessários para transmitir informações. Quando você diz que um dos condutores está aterrado, tudo o que isso significa é que você mede todas as tensões em relação a esse potencial, ou seja, é sua referência.
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Um cabo coaxial é o que é conhecido como guia de ondas e a energia flui no espaço entre o condutor central e o interior da parte externa (blindagem). A propagação é o modo TEM00 (Transverse Electric Magnetic) que duplica a propagação em espaço livre. Curiosamente, a frente de onda em propagação cria correntes elétricas nas superfícies dos condutores que suportam a frente de onda. A profundidade de penetração dessas correntes é ditada pela profundidade da pele e, portanto, é controlada pela frequência do sinal (quanto maior a frequência, menor a penetração). É esse efeito que isola essencialmente o sinal interno de qualquer sinal que esteja fluindo na parte externa do cabo coaxial (que também possui uma profundidade de influência limitada).
Aqui está uma excelente imagem de Universidade de York
Ele mostra o modo de operação TEM muito desejável, com as linhas de campo elétrico sendo radiais e as linhas de campo magnético sendo circunferenciais. A energia flui no meio entre os condutores. As correntes localizadas nos condutores suportarão os campos adjacentes sem movimento líquido de carga ao longo do comprimento.
Por outro lado, um sinal DC fluirá ao longo dos condutores.
E aqui está uma foto do Microwaves101.com
Mostra a corrente de superfície em 40 GHZ.
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Para sinais de RF, a blindagem transporta o sinal da mesma forma que o condutor central e, se for quebrado em qualquer lugar, o desempenho do cabo diminuirá seriamente.
A blindagem limita o ruído, contendo o campo EM "sinal" desejado entre o condutor central e o interior da blindagem, atuando essencialmente como uma gaiola de Faraday , mantendo seu sinal interno e outros sinais (ruído) externos. A blindagem é capaz de conter completamente (idealmente) o campo EM que transporta o sinal precisamente porque carrega correntes iguais e opostas às do condutor central em todos os pontos do cabo. Não fosse esse o caso, teria que haver um campo externo. Assim, o escudo também é o caminho da corrente de retorno.
A geometria da blindagem em relação ao condutor central também define a impedância característica do cabo. Se houver descontinuidades na blindagem, o sinal será distorcido pelas reflexões . No caso de a blindagem ser totalmente desconectada em uma extremidade, as distorções provavelmente são horríveis e a transferência de energia do driver de linha para o receptor provavelmente será bastante fraca, pois a maior parte da energia será refletida de volta no driver de linha.
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