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一文讀懂同軸線:2000多字全面解析及選購指南

作者:傑科

在現代通信、影音傳輸領域,同軸線是一種非常常見的線材,被廣泛應用于家庭影院、廣播電視、資料網絡等場景。但對其真正了解的人少之又少,買到不合适的同軸線,還可能影響傳輸效率。

今天,我們就深入認識一下同軸線。

一文讀懂同軸線:2000多字全面解析及選購指南

一、同軸線的構造和傳輸原理

使用者喜歡同軸線,當然是因為它有卓越的信号傳輸性能,傳輸頻率高,還擁有良好的抗幹擾能力和穩定的信号品質。特别是在音頻系統裡,同軸線可以確定信号傳輸過程的清晰和準确。

所有同軸線,都離不開“中心導體-絕緣層-屏蔽層-外護套”結構。

中心導體是同軸線的核心部分,主要負責電信号傳輸,通常由銅、鍍銀銅等材料制成。之外有絕緣層包圍着中心導體,主要作用是将中心導體與外部屏蔽層隔開,維持電纜的特性阻抗。

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絕緣層的外面是金屬屏蔽層,起到對電磁幹擾和射頻幹擾的屏蔽作用,既可以防止電纜傳輸的信号洩露,也可以防止外部信号對同軸傳輸的信号造成幹擾。屏蔽層的材料比較豐富,比如金屬編織的鋁箔、銅箔、銅線等等。最後是同軸線的外層保護,與外部環境直接接觸,保護電纜内部不受外界幹擾損壞。和其他類型線材一樣,外層保護一般是PVC、PE等材質。

那麼,同軸線是怎麼工作傳輸的呢?

同軸線的中心導體傳輸的高頻率電流,可以看作是一根向外發射無線電的天線,本質上屬于一種“交流電”。回想一下國中實體知識,“交流電的方向會呈周期性改變,一秒内會發生多次逆轉。”而為了減少電流方向不确定性帶來的影響,同軸線的設計中加入了“網狀導電層隔離”,也就是屏蔽層,它可以通過接地的方式控制中心導體發射出來的無線電。

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不過,電流傳輸過程也沒這麼順利,如果某一段同軸線遇到比較大的擠壓或扭曲變形,很可能會造成内部無線電波反射回信号發射源,影響接收端的信号品質。是以為了克服這個問題,需要在中心導體和屏蔽層之間加入一層絕緣體,保證它們之間的距離始終如一,維持電流信号傳輸的穩定。

二、同軸線的類型

上世紀40年代,同軸電纜開始廣泛應用于軍事通信、雷達系統領域。随着電視廣播普及,它被應用在電視信号的傳輸,為使用者提供更穩定的電視節目接收。而後,同軸線又經曆了有線電視網絡、計算機網絡、寬帶網際網路、家庭影院等領域的發展。根據電纜用途,同軸線基本可以分為兩種類型:

(一)基帶同軸電纜

基帶同軸電纜可以用于模拟信号和數字信号,每次以極高的速度傳輸單個信号,而且整個基帶帶寬都用于發送單個信号。基帶同軸電纜的屏蔽層一般是銅制成的網狀結構,特征阻抗是50Ω,常見的種類比如RG-8、RG-58。

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(二)寬帶同軸電纜

寬帶同軸電纜可以使用不同的頻率同時傳輸多個信号。它的屏蔽層通常是鋁箔、銅箔,特征阻抗是75歐姆,比如RG-59。在影音傳輸中使用的同軸電纜,通常屬于寬帶同軸電纜,這類線材在傳輸過程中可以提供較低的信号損耗和較高的信号品質。

為了更直覺對比兩者的性能差異,小編做了一張對比圖:

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三、簡單說說同軸線優缺點

優點主要有幾個:第一,抗幹擾能力強。同軸線具有良好的屏蔽效果,能有效防止電磁幹擾。第二,傳輸穩定,能夠保持較高的信号品質。第三,适用範圍廣。同軸線憑借這些優點,廣泛應用于各種音視訊傳輸場景。

但是,同軸線也存在一些短闆。在實體性能上,同軸線柔韌性較差、不易彎曲。音頻傳輸中,同軸線在5.1.2、7.1.4等高規格環繞音傳輸上受到限制。視訊傳輸中,帶寬充足的同軸電纜(RG-6、RG11)隻能在中等距離内傳輸高清視訊信号,但是較長距離或更高的分辨率,同軸線的傳輸性能不如HDMI電纜。

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四、怎麼選擇一條高品質的同軸線?

了解了同軸線的一些基本知識,我們就可以挑選适合家庭影院傳輸的同軸線:

第一,選擇正确的阻抗。目前同軸線電纜的阻抗主要有75Ω和50Ω兩種,具體選擇哪種類型需要看互連裝置和裝置的類型。50Ω更常用于資料和無線用途,電視、DVD播放機、藍光播放機等家庭影院裝置的音視訊信号傳輸,通常選擇75Ω阻抗的同軸線。

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第二,可以看導體材料和粗細程度。高品質的導體一般選擇高純度銅或鍍銀銅作為材料,對導電性要求更高的場合,還會選擇單晶銅。這些材料具有優良的導電性,能夠減少信号損耗和傳輸延遲。導體粗細又有什麼講究呢?導體越粗,信号傳輸能力越強,損耗越小。對于長距離傳輸,選擇較粗的導體更為合适。而家庭影音傳輸屬于“<100米”的短距離傳輸,可以選擇20AWG或22AWG規格同軸線,如果有更高需求就考慮18AWG。

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第三,關注絕緣材料的使用。性能比較好的有聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)、發泡PVC等等。絕緣材料厚度均勻,可以避免信号傳輸中的不穩定和反射,有效隔離導體和屏蔽層,還能維持電纜的特性阻抗。

第四,屏蔽層的品質。一些同軸線可能會有多層屏蔽層,進一步減少同軸線信号傳輸的幹擾。優質的屏蔽層通常由密編的銅網或鋁箔制成,屏蔽層越密,抗幹擾能力越強。而一些更高品質的電纜,還可能增加外導體,提供更強的抗擠壓能力、更高的剛性。

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傑科CX200是一條高品質同軸線,它的中心導體達到18AWG,信号傳輸能力強,同時也滿足數字同軸線75Ω的特定阻抗,在家庭影院系統、專業音頻裝置連接配接應用上遊刃有餘。CX200同軸線采用高純度的單晶銅導體,并且做了鍍銀工藝處理,讓傳輸性能更穩固。在絕緣體材料選取上,選用了實體發泡FOAM,比PCV和PE絕緣更好。在屏蔽層也十分重視,采用“鍍錫銅網+石墨烯+鋁箔”三層屏蔽,能達到99.99%的屏蔽幹擾,輕松提供穩固的影院級的音頻信号傳輸。

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通過全文描述,相信大家也深入了解了同軸線,學習到挑選一根高品質同軸線的方法。總之,選好同軸線,才能幫助我們提升音頻體驗品質。

(部分圖檔來源于網絡)