Tôi có thể bị mất tín hiệu bao nhiêu khi sử dụng cáp đồng trục 75 ohm trên hệ thống 50 ohm?

Tại sao sự không phù hợp trở kháng lại xảy ra ngay từ đầu

Mỗi cáp đồng trục được thiết kế để có trở kháng đặc tính cụ thể, được xác định bằng tỷ lệ giữa đường kính dây dẫn bên trong và đường kính bên trong của vỏ bọc, cùng với vật liệu điện môi giữa chúng. Đây là một trong những yếu tố cơ bản của thông số kỹ thuật cáp đồng trục và bạn không thể thay đổi nó chỉ bằng cách sử dụng đầu nối hoặc bộ chuyển đổi khác. Một cáp có định mức 75 ohm và một cáp có định mức 50 ohm có thể trông gần giống nhau ở bên ngoài, nhưng hình dạng bên trong của chúng khác nhau một cách có chủ ý để đạt được giá trị trở kháng mục tiêu.

Vật lý đằng sau con số

Khi tín hiệu truyền qua hệ thống 50 ohm đột nhiên gặp phần 75 ohm, một phần năng lượng sẽ phản xạ trở lại nguồn thay vì tiếp tục chuyển tiếp. Năng lượng phản xạ này tạo ra sóng đứng, làm tăng VSWR và tạo ra tổn thất không khớp nhỏ đã thảo luận ở trên. Sự không khớp này không "chặn" tín hiệu - nó chỉ đơn giản khiến một phần tín hiệu bị dội ngược lại thay vì được truyền đến tải một cách hiệu quả.

Hệ số phản xạ cho điểm nối 75 đến 50 ohm tính ra xấp xỉ 0,2 - một mức không phù hợp vừa phải theo tiêu chuẩn kỹ thuật RF, đáng chú ý nhưng không đến mức thảm khốc.

Chia nhỏ các con số: VSWR, Mất mát trả về và Mất không khớp

Cả ba số liệu này đều mô tả cùng một hiện tượng cơ bản từ các góc độ khác nhau và việc hiểu chúng sẽ giúp đặt câu hỏi "tổn thất bao nhiêu" vào bối cảnh phù hợp.

VSWR 1,5:1 nằm trong phạm vi mà hầu hết các bộ khuếch đại và bộ thu phát đều chịu đựng được nếu không có nguồn tự động gập lại. Để so sánh, nhiều nhà sản xuất coi tỷ lệ dưới 2:1 là có thể chấp nhận được để hoạt động liên tục, do đó, một đầu nối không khớp hiếm khi gây rủi ro cho phần cứng.

Suy hao cáp thêm lớp suy hao thứ hai

Sự mất mát không phù hợp được mô tả ở trên chỉ là một phần của bức tranh. Bản thân cáp có độ suy giảm cố hữu, tách biệt với sự không phù hợp về trở kháng và phụ thuộc rất nhiều vào kết cấu của cáp cũng như kích cỡ của cáp đồng trục liên quan. Cáp dày hơn với vật liệu điện môi có tổn thất thấp hơn làm suy giảm tín hiệu trên mỗi foot ít hơn so với các loại cáp thay thế mỏng hơn, rẻ hơn, bất kể chúng được định mức ở mức 50 hay 75 ohm.

dỗ 75 ohm

Tần suất tạo nên sự khác biệt thực sự

Độ suy giảm không cố định trên toàn phổ - nó tăng theo tần số. Đây là lý do tại sao cùng một loại cáp hoạt động tốt ở tần số HF lại có thể bị suy hao nhiều hơn đáng kể ở VHF hoặc UHF. Kết hợp với sự mất mát không khớp, sự suy giảm tín hiệu tổng thể trở nên đáng chú ý hơn khi bạn tăng tần số.

So sánh cáp đồng trục truyền hình cáp với đường truyền 50 Ohm

Một tình huống phổ biến trong thế giới thực liên quan đến việc sử dụng lại cáp đồng trục truyền hình cáp còn sót lại - thường là 75 ohm, thường được gắn nhãn chỉ định chung mà bạn có thể nhận ra khi lắp đặt tại nhà - cho ứng dụng 50 ohm như ăng-ten radio nghiệp dư hoặc đường dây cấp dữ liệu của máy quét. Về mặt kỹ thuật, điều này có thể thực hiện được và sẽ không làm hỏng hầu hết các máy thu, nhưng nó sẽ không hoạt động giống như cáp 50 ohm được xếp hạng phù hợp.

Tin vui là cáp đồng trục truyền hình cáp thường được sản xuất theo tiêu chuẩn cáp đồng trục chặt chẽ với khả năng che chắn tuyệt vời và độ suy giảm thấp trên mỗi foot, vì nó cần truyền tín hiệu truyền hình tần số cao một cách đáng tin cậy trên khoảng cách xa. Trong một số trường hợp, hiệu suất suy giảm thô của nó thực sự có thể sánh ngang hoặc vượt quá các lựa chọn thay thế 50 ohm rẻ hơn — sự đánh đổi hoàn toàn là do trở kháng không khớp chứ không nhất thiết là chất lượng tổng thể của cáp.

Kích thước cáp ảnh hưởng đến hình ảnh tổng thể như thế nào

Kích thước cáp đồng trục đóng vai trò lớn hơn trong việc mất tín hiệu trong thế giới thực so với hầu hết người dùng mong đợi. Dây dẫn trung tâm lớn hơn và đường kính tổng thể của cáp lớn hơn thường làm giảm tổn thất điện trở, đó là lý do tại sao cáp lớn hơn có xu hướng hoạt động tốt hơn cáp mỏng hơn ở cùng tần số, không phụ thuộc vào định mức trở kháng của chúng.

1. Cáp vá mỏng, linh hoạt - tiện lợi nhưng tổn thất trên mỗi foot cao hơn, do đó hiệu ứng không khớp trở thành một phần nhỏ hơn trong tổng tổn thất
2. Cáp đa năng cỡ trung bình - suy hao cân bằng và linh hoạt, phổ biến nhất cho việc lắp đặt tại nhà và theo sở thích
3. Cáp lớn hơn, tổn thất thấp - suy giảm tối thiểu theo khoảng cách, nghĩa là sự không phù hợp trở kháng trở nên đáng kể hơn trong tổng mức tổn hao

Điều này có nghĩa là với cáp cao cấp, tổn thất thấp, mức phạt không khớp 0,18 dB có thể chiếm tỷ trọng lớn hơn trong tổng tổn thất hệ thống của bạn chỉ vì độ suy giảm đường cơ sở đã quá thấp.

Khi sự mất mát thực sự quan trọng trong thực tế

Dây nhảy ngắn và cáp nối

Đối với một dây nhảy ngắn vài feet kết nối máy thu với ăng-ten, tổn thất không khớp 0,18 dB về cơ bản là không thể nhận thấy trong sử dụng bình thường. Hầu hết người dùng sẽ không nhận thấy bất kỳ sự khác biệt thực tế nào về cường độ tín hiệu hoặc chất lượng âm thanh.

Chạy truyền dài

Trong thời gian dài — chẳng hạn, 100 feet trở lên cấp nguồn cho ăng-ten phát — tác động kết hợp của mất mát không khớp và bất kỳ sự gia tăng suy giảm cáp nào có thể cộng thêm một phần decibel mà bạn nên tránh, đặc biệt nếu bạn đang hoạt động gần giới hạn công suất hoặc ngân sách của mình.

Máy phát công suất cao

Ở mức công suất cao hơn, năng lượng phản xạ từ sự không khớp sẽ truyền trở lại tầng khuếch đại cuối cùng của máy phát. Mặc dù VSWR 1,5:1 nhìn chung là an toàn nhưng một số bộ khuếch đại thể rắn có mạch bảo vệ SWR mạnh có thể giảm nhẹ công suất đầu ra để đề phòng, điều này có thể bị hiểu nhầm là lỗi phần cứng.

Giảm hoặc loại bỏ tổn thất do không khớp

Nếu ứng dụng đủ nhạy đến mức thậm chí 0,18 dB cũng có tác dụng, thì có những cách thiết thực để giải quyết vấn đề đó:

• Sử dụng một máy biến áp phù hợp với trở kháng được định mức cho dải tần đang sử dụng, điều này có thể làm giảm đáng kể tổn thất phản hồi
• Thay thế phần không khớp bằng cáp được xếp hạng phù hợp nếu thời gian chạy dài hoặc ứng dụng có lượng truyền tải lớn
• Giữ bất kỳ phần không khớp nào càng ngắn càng tốt, vì bản thân phản xạ là hình phạt cố định một lần chứ không phải là thứ kết hợp với chiều dài cáp
• Xác minh hiệu suất thực tế bằng máy đo VSWR hoặc máy phân tích ăng-ten thay vì chỉ dựa vào ước tính được tính toán vì chất lượng đầu nối và tình trạng cáp cũng ảnh hưởng đến kết quả trong thế giới thực