내가 아는 한 전화 STP 또는 트위스트 페어 케이블이 사용됩니다. 이는 공통 모드 관련 간섭을 완화하는 데 유용한 평형 라인 임피던스를 생성합니다.
따라서 EM 또는 RF 간섭을 제거하려면 전화 및 오디오에 균형 잡힌 케이블을 사용해야합니다.
한편, TV 방송 또는 많은 RF 시스템에서 동축 케이블이 사용된다. 그리고 내가 본 동축 케이블의 대부분은 균형이 맞지 않습니다. 전송선 이론에서 반사를 제거하는 데 50 Ohm 개념이 좋은 것을 알 수 있습니다. 그러나 동축 케이블의 불균형이 어떻게 임피던스 밸런싱 문제를 일으키지 않습니까?
답변:
그러나 어떻게 동축 케이블의 불평형이 임피던스 균형 문제에 문제가되지 않습니까?
동축에 대한 아름다운 점은 쉴드가 대부분의 모든 외부 전기장 간섭을 접지로 분로하고 내부 와이어는 크게 영향을받지 않는다는 것입니다. 외부 자기장 간섭의 경우 미묘한 일이 발생합니다. 필드의 존재로 인해 쉴드에 흐르는 전류는 쉴드를 따라 전압 강하를 생성하고, 쉴드와 내부 사이의 거의 1 : 1 결합으로 인해 동일한 전압 강하가 내부 코어에 존재합니다.
따라서 차동 수신기를 사용하고 송신단이 쉴드와 내부의 접지에 대해 어느 정도 동일한 임피던스를 갖는 경우 차동 수신기는 공통 모드 간섭을 거부 할 수 있습니다.
동축으로 전송 된 정규 신호에 의해 생성 된 외부 필드에 대한 계산을 수행하고 송신 및 리턴 전류에서 필드를 개별적으로 분석하면 차폐 외부의 모든 지점에서 대향 자기장이 정확히 0으로 상쇄됩니다. 일반 동축 신호에서 동축 외부에는 자기장이 없습니다.
이것의 영향은 신호의 자기장이 내부 차폐와 외부 차폐 사이의 갭에서만 생성된다는 것입니다. 이것의 영향은 실드가 제로 인덕턴스를 가져야한다는 것입니다. 외부 자기장이 제로 (일명 제로 유도)이고 신호의 내부 자기장이 관형 도체 (일명 쉴드)에 영향을 미치지 않기 때문에 쉴드는 내부를 둘러싼 무한한 두꺼운 접지 케이싱처럼 동작합니다.
그것은 삼키기가 조금 어려울 수 있지만 관형 전류 흐름과 관련된 자기장 이론으로 돌아 가면 외부 필드가 생성되지만 내부 필드는 생성되지 않습니다. 그 반대는 전적으로 사실입니다. 튜브 내부의 자기장은 튜브를 따라 전압을 유도하지 않으며 외부 필드가없는 경우 실드는 제로 인덕턴스를 갖습니다.
내 램 블링의 결론은 내부 및 외부 쉴드 사이에 상당히 불균형 한 임피던스 체계가 있음에도 불구하고 작동한다는 것입니다. 나는 당신에게 너무나도 권한을 부여합니다.
Andy는 일반적으로 동축이 어떻게 작동하는지에 대해 이야기하지만, 또 다른 요점은 비디오는 일반적으로 오디오와 SNR 요구 사항이 동일하지 않다는 것입니다. 컬러 채널당 8 ~ 10 비트의 데이터는 매우 좋은 영상을 제공하며 이는 50 ~ 60dB의 SNR을 나타냅니다.
반면, "CD 품질"로 간주 되려면 오디오의 해상도가 16 비트 이상이어야하며 거의 100dB의 SNR에 해당합니다.
전화 통신은 특별한 경우입니다. 대역폭이 많이 필요하지는 않지만 13-14 비트에 해당하는 동적 범위가 필요합니다. 그러나 사용되는 코딩은 SNR을 약 7 비트로 줄입니다. UTP (비 차폐 트위스트 페어)는 제조 비용이 저렴하고 많은 양이 필요하기 때문에 사용됩니다.
주요 기술적 차이점은 간섭을 거부하는 방법입니다. 꼬인 쌍은 두 와이어에 동일하게 영향을 미치는 간섭에 의존하여 차동 수신기에 의해 쉽게 거부되는 공통 모드 노이즈를 생성합니다. 이것은 매우 낮은 주파수까지 자기 간섭에 효과적입니다.
동축 케이블은 내부의 자기장을 상쇄시키는 실드의 반대 전류를 유도하는 자기 간섭에 의존합니다. 케이블로의 자기장 침투는 피부 효과에 의해 제한됩니다 . 이것은 RF 주파수에서는 잘 작동하지만 오디오 및 전력선 주파수에서는 쓸모가 없습니다. 50Hz에서 피부 깊이는 ~ 9mm이므로 간섭이 쉴드를 통과합니다.
따라서 가장 적합한 것은 관련된 주파수와 존재할 수있는 간섭 유형에 따라 다르지만, 하나를 선택하는 것이 유일한 이유는 아닙니다.
아날로그 전화선은 종종 상당히 낮은 레벨의 오디오 신호를 전달하면서 장거리 전력선에 근접해야합니다. 인간의 귀는 동축 케이블이 거부 할 수없는 전력선 고조파에 매우 민감합니다. 동축 케이블은 또한 부피가 크고 비싸므로 수천 킬로미터를 수천 킬로미터 이상 달릴 때 큰 문제입니다. 이것을 상상해보십시오 . 그러나 1800 개의 개별 동축 케이블이 함께 묶여 있습니다 ...
꼬인 쌍은 더 높은 주파수에서도 잘 작동 할 수 있지만 케이블 크기가 불편할 수 있습니다. 300Ω '리본'케이블을 사용하는 데 사용되는 TV 세트는 실제로 VHF 주파수에서 표준 동축 케이블보다 손실이 적습니다. 그러나 금속 지붕 등에서 멀리 떨어져 있어야하고 날씨에 손상을 입기 쉬우 며 발룬 을 사용하기 때문에 사용하기가 성가신 며 수신기에서 불균형을 75Ω으로 변환하기 위해 이 필요 .
높은 주파수에서 동축 케이블은 우수한 차폐 기능을 갖춘 견고한 케이블에서 손실이 적고 대역폭이 넓다는 이점이 있으며, 불평형 신호는 인터페이스하기가 더 쉽습니다. 케이블 실행은 일반적으로 짧으므로 비용은 큰 문제가되지 않습니다. CATV를 제외하고는 전화와는 달리 각 가입자는 자체 회선이 필요하지 않으므로 단일 케이블로 수천 명의 시청자에게 서비스를 제공 할 수 있습니다 (현대 CATV는 주로 광섬유입니다) 광섬유는 동축 실행이 훨씬 짧습니다).
동축 케이블은 저주파 자기 간섭에 대해 효과적이지 않지만 구성 요소와 장비 내부를 연결하기 위해 오디오에 일반적으로 사용됩니다. 그러나 회로 임피던스는 일반적으로 1k ~ 1M 범위에 있으므로 자기 간섭 (고전류를 생성하지만 저전압을 발생)은 문제가되지 않습니다. 동축은 여전히 모든 유형의 전기장 (고 임피던스에 더 큰 영향을 미침)과 rf 간섭으로부터 보호합니다. 낮은 레벨의 오디오 신호는 더 나은 보호가 필요할 수 있으며, 종종 차폐 트위스트 페어가 사용됩니다. 이것은 두 케이블 유형의 장점을 결합합니다.
전송선 이론에서 반사를 제거하는 데 50 Ohm 개념이 좋은 것을 알 수 있습니다. 그러나 동축 케이블의 불균형이 어떻게 임피던스 밸런싱 문제를 일으키지 않습니까?
균형 또는 불균형은 임피던스 정합에 차이가 없으며, 항상 정확한 정합이 필요한 것은 아닙니다. 케이블 길이가 신호 파장보다 훨씬 짧은 경우 대부분의 응용 분야에서 반사는 문제가되지 않습니다. 오디오 애플리케이션의 동축 임피던스에 대해서는 아무도 신경 쓰지 않으며 심지어 컴포지트 비디오 (대역폭이 ~ 6MHz 인)도 장비 케이블의 불일치 케이블의 영향을받지 않습니다.