Cách lựa chọn Cáp và Đầu Chuyển hợp lý

Để có thể lựa chọn cáp và đầu chuyển RF/microwave hợp lý thì yêu cầu người sử dụng cần có sự hiểu biết về các đặc tính như giới hạn cơ khí, đặc tính điện và chúng ảnh hưởng tới ứng dụng như thế nào.

Cáp và đầu chuyển thường xuyên không được người sử dụng chú ý trong các mạch và hệ thống RF/microwave, cho đến khi họ không thực hiện được công việc như mong đợi. Cáp và đầu chuyển có các chức năng khá đơn giản trong một hệ thống là giúp truyền tín hiệu từ điểm này đến điểm khác. Sẽ càng tốt nếu như chúng càng làm thay đổi ít các đặc tính của tín hiệu  như:  biên độ, tần số, và pha, và cung cấp các kết nối với độ tin cậy cao với phần còn lại của hệ thống. Tuy nhiên, tín hiệu và các ứng dụng thì rất rộng với nhiều dải tần số cao thấp khác nhau. Do đó, đòi hỏi phải lựa chọn cáp, các đầu nối, ghép nối phù hợp với ứng dụng đang triển khai.

Lựa chọn cáp, đơn giản là quyết định sử dụng giữa cáp cứng và cáp uốn cong được hay lựa chọn giữa cáp bán cứng và cáp đồng trục linh hoạt. Cáp đồng trục bán cứng đã được sử dụng trong hệ thống RF/ microwave từ nhiều thập kỷ qua, với ưu điểm về hiệu suất điện. Như cái tên đã cho thấy, cáp bán cứng hạn chế tính linh hoạt và khả năng cơ động, thường phải được cắt và / hoặc lắp ráp với đầu nối để đạt được chiều dài chính xác, phù hợp với yêu cầu cơ khí của hệ thống. Mặc dù tính linh hoạt của cáp bị hạn chế, tuy nhiên, loại cáp đồng trục này lại có mức suy hao chèn thường ít hơn các loại cáp linh hoạt có đường kính và kích thước tương tự.

Như là một dạng thỏa hiệp giữa hai loại cáp này, cáp uốn được bằng tay cung cấp thêm tính linh hoạt và có khả năng uốn được theo hình dạng yêu cầu mà không cần đến dụng cụ nào cả. Loại cáp này cũng đạt được mức suy hao chèn cải thiện đáng kể so với cáp linh hoạt, tuy nhiên không ở mức thấp như cáp bán cứng.

Cáp cao tần được cung cấp từ nhiều nhà sản xuất khác nhau với đặc điểm trở kháng là 50Ω và 75Ω, sau này thường được dùng trong các hệ thống truyền hình cáp CATV. Suy hao qua cáp thường được định nghĩa là tổn hao trên mỗi 100 feet cáp ở một tần số nhất định và thông số này rất quan trọng khi so sánh các loại cáp với nhau. Mọi loại cáp đều có thông số chiều dài điện, là số lượng bước sóng trong một đơn vị chiều dài của cáp ở một tần số nhất định.

Chiều dài điện của cáp cũng có thể được xem xét như là một độ trễ pha, hoặc thời gian cho một một tín hiệu truyền từ đầu này tới đầu kia của cáp so với thời gian mà tín hiệu đó truyền qua không khí với quãng đường tương đương. Theo độ trễ pha hoặc trễ lan truyền, chiều dài điện sẽ thường xuyên được xác định cỡ nano giây. Hằng số điện môi của lớp vật liệu cách điện giữa dây dẫn bên trong và lớp vỏ bên ngoài có ảnh hưởng lớn tới trễ lan truyền, vì nó ảnh hưởng đến sự lan truyền tín hiệu dọc theo dây cáp. Để đạt được độ trễ tín hiệu thấp, vật liệu cách điện với hằng số điện môi thấp thường được sử dụng giữa sợi dây dẫn bên trong và lớp dây dẫn bên ngoài các sợi cáp đồng trục cao tần.

Một số nhà cung cấp thương mại các loại cáp đồng trục, cung cấp các thông tin ứng dụng hữu ích trong việc lựa chọn các loại cáp và thông tin về sự ảnh hưởng đến hiệu suất của các loại vật liệu cáp khác nhau. Một trong nhiều thông tin lưu ý quan trọng như là "Cáp lõi đặc và cáp lõi bện" nhấn mạnh sự khác biệt giữa một cáp đồng trục với lõi cáp đặc và hai loại cáp lõi bện (một với 7 sợi và một với 19). Cả ba loại cáp này đều có đầu kết nối SMA và dải tần kiểm tra từ DC đến 18 GHz.

Trong sản xuất các loại cáp, cần phải duy trì mức trở kháng phù hợp. Muốn làm được điều này thì với một sợi cáp với lõi đặc cần phải giảm tối đa sự thay đổi đường kính sợi cáp cả ở bên trong lõi và bên ngoài sợi cáp. Đối với các loại cáp lõi bện, các sợi lõi cáp khi bện lại phải có tổ chức đảm bảo dung sai kích thước nhỏ nhằm duy trì trở kháng của cáp. Đây là khó khăn trong việc làm ra cáp lõi bện, và làm cho quá trình sản xuất các loại cáp lõi bện đắt hơn so với các loại cáp lõi đặc. Tuy nhiên, cáp lõi bện lại có ưu điểm về độ bền và tính linh hoạt.

Từ các phép đo lường tại cùng một tần số, cáp lõi đặc có độ suy giảm thấp nhất, tiếp theo là cáp bện với 7 sợi và cuối cùng là cáp bện với 19 sợi (giảm nhiều nhất). Đối với mỗi loại cáp, độ suy giảm tín hiệu cũng tăng lên khi nhiệt độ tăng. Cáp lõi đặc cho sự ổn định biên độ tốt nhất khi uốn cong, tiếp theo là cáp bện với 19 sợi và cuối cùng là cáp bện với 7 sợi (sự ổn định biên độ kém nhất khi uốn).

Về sự ổn định pha khi uốn cong, các sợi cáp bện cho kết quả tốt nhất, cáp bện loại 7 sợi ít ảnh hưởng nhất với những thay đổi về pha khi bị uốn, tiếp theo là cáp bện loại 19 sợi, và cáp lõi đặc là dễ bị thay đổi pha nhất khi uốn cong. Tóm lại, trong một ứng dụng (ví dụ như trong một hệ thống đo kiểm), nếu cần thiết phải uốn nhiều thì các loại cáp bện sẽ là lựa chọn tối ưu hơn so với loại cáp đặc, mà có xu hướng suy hao sau 10000 điểm uốn.

© 2015 TECOTEC Group