射頻同軸電纜的技術(shù)參數(shù)

1、射頻同軸電纜的技術(shù)參數(shù)一、工程常用同軸電纜類型及性能：1） SYV75-3、5、7、9，75歐姆,聚乙烯絕緣實心同軸電纜。近些年有人把它稱為視頻 電纜”2） SYWV75-3、5、7、975歐姆,物理發(fā)泡聚乙烯絕緣同軸電纜。有人把它稱為射頻電 纜”；3）基本性能：I SYV物理結(jié)構(gòu)是100%聚乙烯絕緣；SYWV是發(fā)泡率占70-80%的物理發(fā)泡聚乙烯絕緣電 纜；I由于介電損耗原因， SYV實心電纜衰減明顯要大于SYWV物理發(fā)泡電纜；在常用工程電纜中，目前物理發(fā)泡電纜仍然是傳輸性能最好價格最低的電纜，在視頻、射頻、微波各個波 段都是這樣的。廠家給出的測試數(shù)據(jù)也說明了這一點；I同軸電纜都可以在直流、

2、射頻、微波波段應(yīng)用。按照射頻”視頻”來區(qū)分電纜，不僅依據(jù)不足，還容易產(chǎn)生誤導(dǎo)：似乎視頻傳輸必須或只能選擇實心電纜（選擇衰減大的，價格高的？）；從工程應(yīng)用角度看，還是按 實芯”和 發(fā)泡”電纜來區(qū)分類型更實用一些；I高編（128）與低編（64）電纜特性的區(qū)別：eie實驗室實驗研究表明，在200KHz以下頻段，高編電纜屏蔽層的低電阻”起主要作用，所以低頻傳輸衰減小于低編電纜。但在200-300KHZ以上的視頻、射頻、微波波段，由于高頻趨膚效應(yīng)”起主要作用，高編電纜已失去 低電阻”優(yōu)勢，所以高頻衰減兩種電纜基本是相同的。二、了解同軸電纜的視頻傳輸特性 一一衰減頻率特性”同軸電纜廠家，一般只給出幾十到幾

3、百兆赫的幾個射頻點的衰減數(shù)據(jù)，都還沒有提供視頻頻段的詳細(xì)數(shù)據(jù)和特性；eie實驗室對典型的 SYWV75-5、7/64編電纜進行了研究測試，結(jié)果 如下圖一：同軸傳輸特性基本特點：1. 電纜越細(xì)，衰減越大：如75-7電纜1000米的衰減，與75-5電纜600多米衰減大致相當(dāng)， 或者說1000米的75-7電纜傳輸效果與75-5電纜600多米電纜傳輸效果大致相當(dāng)；2. 電纜越長，衰減越大：如75-5電纜750米，6M頻率衰減的 分貝數(shù)”為1000米衰減 分貝數(shù)”的75%，即15db； 2000米（1000+1000）衰減為20+20=40db,其他各頻率點的計算方 法一樣。依照上面1000米電纜測試數(shù)

4、據(jù)，計算不同長度電纜衰減時，請記住 分貝數(shù)是加堿關(guān)系”或衰減分貝數(shù)可以按照長度變化的百分比關(guān)系計算”就可以靈活運用了；3. 頻率失真特性：低頻衰減少，高頻衰減大。高/低邊頻衰減量之差，可叫做邊頻差值”，這是一個十分重要參數(shù)。電纜越長，邊頻差值”越大；充分認(rèn)識和掌握同軸電纜的這種頻率失真特性”這在工程上具有十分重要的意義；這是影響圖像質(zhì)量最關(guān)鍵的特性，也是工 程中最容易被忽視的問題；三、工程應(yīng)用設(shè)計要點網(wǎng)上技術(shù)論壇里經(jīng)常有人問：75-5電纜能傳多遠(yuǎn)？回答有 300米，500米，600米，還有說1000多米也可以的。為什么會有這么多答案呢？原因是沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。既然工程中 同軸電纜是用來傳輸視

5、頻信號的，而視頻傳輸最后又體現(xiàn)為圖像，所以談同軸電纜和同軸視頻傳輸技術(shù)應(yīng)用，就離不開圖像質(zhì)量，離不開決定圖像質(zhì)量的視頻傳輸質(zhì)量”和標(biāo)準(zhǔn)。1. 視頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)很多，這里僅舉一個十分重要的頻率特性”例子來理解。視頻圖像信號是由0-6M不同頻率分量組成的。低頻成分主要影響亮度和對比度，高頻分量主要影響 色度、清晰度和分辨率。顯然，對視頻傳輸?shù)幕疽?，不是只恢?fù)攝像機原信號亮度、對 比度就行了，而且還必須恢復(fù)攝像機原信號中各種頻率份量的相對比例關(guān)系?；謴?fù)”不可能是100%，而是允許有一個 失真度”范圍要求的標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)”的失真度范圍”在圖像上用肉眼應(yīng)該是分辨不出來的。反過來說，如果在圖像上已經(jīng)

6、能夠觀察出一點失真”了，那不管你主觀認(rèn)為圖像 還行，可以，不錯”甚至 雙方認(rèn)可驗收”等等，這時的視頻傳輸質(zhì)量， 都是 不合格的”要把工程圖像做好，首先就應(yīng)該選擇合格的傳輸設(shè)備，追求視頻傳輸質(zhì)量 符合標(biāo)準(zhǔn)。這一點，從網(wǎng)站技術(shù)論壇討論的情況看，還遠(yuǎn)沒引起足夠認(rèn)識。宏觀來看，我國 監(jiān)控行業(yè)發(fā)展了 20多年，工程圖像質(zhì)量不僅沒有提高反而有些下降，這不能不引起我們的 關(guān)注和思考。2. 視頻傳輸”標(biāo)準(zhǔn)：由圖二可見，對于視頻傳輸，我國廣播級視頻失真度標(biāo)準(zhǔn)要求如圖a）: 5M以下幅頻特性誤差范圍為）.75db,即91.7 109% ； 6M頻點為70.7 109%;監(jiān)控行業(yè)的要求略低一些，如 圖b）,06M全

7、范圍為1.5db,即84118.8% ;這個傳輸頻率特性要求，與一般“3db!頻帶”的概念一樣；這里須強調(diào)：要保證圖像質(zhì)量，視頻傳輸系統(tǒng)（產(chǎn)品）的頻率失真范圍應(yīng)小于 3db; “ 3d帶寬”這個標(biāo)準(zhǔn)，適用于光纜、射頻、微波、同軸和雙絞線等各種視頻傳輸系統(tǒng)產(chǎn) 品；這是為了保證圖像質(zhì)量，對視頻傳輸系統(tǒng)的要求。但還有一個誤區(qū)：在工程中還是有不 少人用主觀評價工程圖像質(zhì)量好壞”甚至于用雙方是否認(rèn)可驗收來說明傳輸系統(tǒng)（設(shè)備）”是否合格，這就有些本末倒置了。工程商這么做可能是糊涂”傳輸設(shè)備廠家如果這么做，那可就是 蒙人”了，如果再利用媒體這么宣傳，那就是誠心誤導(dǎo)”了。3.攝像機信號不加放大補償，只用同軸電

8、纜傳輸時，按照“ 3d帶寬”這個標(biāo)準(zhǔn)要求，并結(jié)合上面的電纜衰減特性，75-5電纜，不超過 3db失真度的電纜長度計算方法是：1000米20db,20/3=6.67,1000/6.67=150米，75-7電纜為236米。不同廠家不同批次的電纜特性有一定 差別，實際工程設(shè)計中，參照這個數(shù)據(jù)設(shè)計和施工，圖像質(zhì)量一般會有保證的。（準(zhǔn)確計算應(yīng)按照邊頻差值”計算，上面計算忽略了低頻衰減一一原作注）4實心聚乙烯絕緣電纜，衰減量大于物理發(fā)泡電纜。所以3db帶寬有效傳輸距離少于上面計算值，工程上大致可按90%左右估算。如實芯 75-5電纜“3db帶寬”傳輸距離大約為150*0.9=135 米；5高編電纜：盡管2

9、00k以下的衰減小于低編電纜，但200-300k以上的傳輸衰減與低編電纜一樣，所以3db帶寬傳輸距離，反而低于上述計算值，這是由于高編電纜的邊頻差值”更大的因素造成的，邊頻差值”越大，放大補償?shù)碾y度越大；6同軸電纜加放大補償?shù)囊曨l傳輸方式：這時系統(tǒng)傳輸特性是 同軸電纜的衰減頻率特性和放大補償?shù)脑鲆骖l率特性”之和，放大補償?shù)脑鲆骖l率特性”應(yīng)該能有效補償電纜的頻率衰 減特性，且二者應(yīng)該始終保持相反、互補關(guān)系，這才可以有效擴展同軸電纜的傳輸距離。目前這項同軸視頻傳輸技術(shù)， 產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到的技術(shù)水平是： 只用一級末端補償（無前端無中繼）， 75-5電纜在2km,75-7電纜在3km范圍以內(nèi)的任意距離上，

10、都可以實現(xiàn)上述傳輸標(biāo)準(zhǔn)；傳輸 距離和傳輸質(zhì)量已經(jīng)和多模光端機相當(dāng)，而在傳輸成本、施工維護和圖像質(zhì)量可控恢復(fù)功能方面，都具有獨特的實用優(yōu)勢和競爭優(yōu)勢；這就是說，同軸視頻傳輸技術(shù)，以將有效監(jiān)控范圍擴展到了 2-3公里，且是我國自有知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)。7工程中確有不少工程是按照只要圖像質(zhì)量雙方認(rèn)可驗收”就是硬道理”的做法，這實際是無標(biāo)準(zhǔn)可言，不屬本文討論范圍。 不過這里可以進一言：還是多做些有影響的樣板工程才是長遠(yuǎn)之計；四、同軸電纜的抗干擾性能工程經(jīng)驗:一路本來沒有干擾的圖像，運行中偶然出現(xiàn)了干擾，經(jīng)檢查是BNC電纜頭接地不良引起的。重新焊好后，干擾消失了，圖像恢復(fù)正常。這說明什么問題呢？ 一是說明周圍環(huán)

11、境確有外界電磁干擾存在，二是說明在正常情況下，同軸電纜可以把這類干擾屏蔽掉，三是說明BNC電纜頭接地不良，破壞了電纜的屏蔽性能， 使原來已經(jīng)被屏蔽掉的干擾， 在新的條件下又顯現(xiàn)出來了。 這就是我們探討干擾產(chǎn)生原理的 啟發(fā)點。對于干擾的探討， eie 實驗室的研究成果表明：1. 同軸干擾形成原理：就像天線接收電磁波原理一樣，電纜外部客觀存在的交變電磁場，可以在電纜外導(dǎo)體上產(chǎn)生干擾感應(yīng)電流 一一干擾感應(yīng)電流在電纜 縱向電阻（阻抗）” R（上, 會形成干擾感應(yīng)電動勢 （電壓）Vi 干擾感應(yīng)電動勢剛好串聯(lián)在視頻信號傳輸回路里，與視頻信號一起加到末端負(fù)載 Rh 上，形成了干擾。這就是同軸干擾形成原理，見

12、圖三。2. 顯然：當(dāng)電纜外導(dǎo)體電阻很小，或當(dāng)外界電磁干擾不是很強，感應(yīng)電流很小，感應(yīng)電動 勢也就很小，而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于視頻信號，這時就可以認(rèn)為 “沒有干擾 ”。這就是同軸電纜屏蔽干 擾的作用；3. 在上面工程經(jīng)驗中，當(dāng)接頭沒有焊接好、接觸不良、編織層在穿管時被拉斷、或在電梯隨行電纜中， 長時間反復(fù)彎曲加上垂直重力作用編織層被逐步拉斷時，都會造成外導(dǎo)體電阻增加，導(dǎo)致 “干擾感應(yīng)電壓 ”升高，視頻信號傳輸效率（分壓比例）降低，使原來沒有顯現(xiàn)出 來的 “干擾 ”也出現(xiàn)了；4. 工程中的 “地電位 ”干擾也是通過同軸電纜外導(dǎo)體電阻才起作用的，所以單端接地可有效 排除；5. 四屏蔽高編（ 128）電纜外導(dǎo)體

13、電阻比低編電纜小，所以形成的干擾感應(yīng)電動勢也要低一 些，這種 “低一些 ”的效果，只是對低頻干擾而言的（歐姆電阻為主） 。對于高頻干擾，由于 趨膚效應(yīng)， 高、低編電纜的表面阻抗基本一樣，所以對高頻的抗干擾效果區(qū)別不大；需要明 確的是：與低編電纜比較，四屏蔽高編（ 128）電纜這種能夠 “適當(dāng)減弱 ”低頻干擾的效果， 其減弱程度是與兩種電纜外導(dǎo)體電阻成反比關(guān)系； 工程上值得認(rèn)真考慮的是這點減弱干擾的 效果，與高編電纜的高投入成本是否值得？五、視頻傳輸中的抗干擾措施工程中產(chǎn)生干擾的情況很多很復(fù)雜，但可以大致分為兩大類：一類是電纜傳輸線路“外部電磁干擾 ”的入侵，如地電位干擾、電臺干擾、電火花干擾、

14、并行電纜耦合干擾等。這是影響最大、 設(shè)計和施工中又很難預(yù)測的干擾。 第二類是兩端設(shè)備問題和故障引入的干擾， 如設(shè)備 電源故障引來的 50/100 周電源干擾，或開關(guān)電源的高頻電源干擾等，不妨把這一類叫著 “內(nèi) 部干擾 ”，這部分比較好解決。我們主要談第一類的外部干擾。工程中比較成熟的經(jīng)驗有：1. 防止 “地電位 ”的單端接地或不接大地；2. 電纜穿金屬管，或走金屬線槽；此法十分有效，但成本較高，施工有一定復(fù)雜度；3. 埋地；4. 遠(yuǎn)離 ”其他動力電纜或信號控制電纜，并盡量避免或減少并行；5. 集中供電和控制信號傳輸采用屏蔽電纜，但屏蔽層不能兩端都接視頻地；6. 施工穿管時，把 “布線這種粗活

15、”在當(dāng)?shù)毓团R時工來做，結(jié)果多處拉斷同軸電纜編織網(wǎng)， 使外導(dǎo)體電阻增大， 產(chǎn)生干擾， 這種情況十分多。 但這屬于可以避免， 發(fā)生概率又最高的 “人 為因素 ”。7. 電纜中間接頭連接方法，不是采用 F 型接頭和雙通連接，而是采用 “焊接 ”或“扭接”的方 法，這就破壞了電纜的同軸性和特性阻抗的連續(xù)性， 容易引起反射和干擾。 這屬于經(jīng)驗不足 的人為因素；8. 采用抗干擾器，用平衡抵銷原理抗干擾。但局限性較大，現(xiàn)場調(diào)試交麻煩；六、同軸抗干擾技術(shù)新進展 抗干擾同軸電纜在外部強干擾源仍然存在的情況下， 為什么電纜穿金屬管， 或走金屬線槽后， 就可以有效抗 干擾呢？正確的回答也應(yīng)該是 “屏蔽的效果 ”。那

16、么這種屏蔽和四屏蔽電纜的屏蔽又有什么不 同呢？兩種屏蔽情況的根本區(qū)別在于感應(yīng)電動勢是否串聯(lián)在視頻信號的傳輸回路中”？從上面同軸電纜的抗干擾性能”一節(jié)分析已經(jīng)知道，干擾在四屏蔽（鋁箔+64編網(wǎng)+鋁箔+64編網(wǎng)）電纜上形成的干擾感應(yīng)電動勢，仍然是串聯(lián)在視頻信號的傳輸回路中，所以它的效果只能是 減弱”干擾，而不是真正意義上的抗干擾；穿管”的情況就不同了，盡管：外界電磁干擾也會在金屬管”上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，但這個感應(yīng)電動勢與視頻信號的傳輸回路是絕緣隔離的，所以才不會對視頻信號形成干擾。這也是徹底解決同軸電纜抗干擾性能的出路所在。國產(chǎn)同軸電纜的同一型號和含義分類代號絕緣材料護套材料派生特征符號含義符 號含

17、義符 號含義符 號含義S通軸射頻電 纜Y聚乙烯V聚氯乙烯P屏蔽SE對稱射頻電 纜W穩(wěn)定聚乙烯Y聚乙烯Z綜合SJ強力射頻電 纜F氟塑料F氟塑料SG咼壓射頻電 纜X橡皮B玻璃絲編制侵硅有機漆ST特性射頻電 纜I聚乙烯空氣絕緣H橡皮SS電視電纜D穩(wěn)定聚乙烯空氣 絕緣M棉紗編織例如：SYV-75-3-1型電纜表示同軸射頻電纜，用聚乙烯絕緣，用聚氯乙烯 做護套，特性阻抗為75 Q，芯線絕緣外經(jīng)為3mm結(jié)構(gòu)序號為1。常用同軸電纜型號的規(guī)格和主要參數(shù)絕緣形芯線外絕緣外電纜外特性陽抗衰減常數(shù)（dB/100m）電纜型號絕緣形經(jīng)經(jīng)經(jīng)c工式mmmmmm30(MHz1)2UU(IVIHZ)o00(MHZSYKV-75-5藕芯式1.104.77.37534.11122SYKV-75-9藕芯式1.909.012.475 2.52.4612SYKV-75-12 藕芯式2.6011.515.075 2.51.64.510SSYKV-75-5藕芯式1.004.87.37534.211.523SSYKV-75-9藕芯式1.909.013.07532.15.111SIOV-75-5藕芯式