電纜的性能分類以及影響電纜性能的因素

電纜是由一根或多根相互絕緣的導(dǎo)體和外包絕緣保護(hù)層制成，將電力或信息從一處傳輸?shù)搅硪惶幍膶?dǎo)線。通常是由幾根或幾組導(dǎo)線（每組至少兩根）絞合而成的類似繩索的電纜，每組導(dǎo)線之間相互絕緣，并常圍繞著一根中心扭成，整個(gè)外面包有高度絕緣的覆蓋層。電纜具有內(nèi)通電，外絕緣的特征。

分類：電纜有電力電纜、控制電纜、補(bǔ)償電纜、屏蔽電纜、高溫電纜、計(jì)算機(jī)電纜、信號(hào)電纜、同軸電纜、耐火電纜、船用電纜、礦用電纜、鋁合金電纜等等。它們都是由單股或多股導(dǎo)線和絕緣層組成，用來連接電路、電器等。

電纜的性能分類以及影響電纜性能的因素

長(zhǎng)度

信號(hào)的衰減與電纜的長(zhǎng)度成正比，電纜越長(zhǎng)，衰減越大，這是電纜的物理定律。電纜的長(zhǎng)度一般用英尺或公尺來標(biāo)注，音視頻信號(hào)通過長(zhǎng)距離的電纜會(huì)造成信號(hào)的衰減，對(duì)最終效果的影響體現(xiàn)在信噪比降低、亮度降低、圖像模糊和同步不良，這些明顯的差異也成了對(duì)比電纜質(zhì)量的依據(jù)(單位長(zhǎng)度的電纜對(duì)傳輸同等信號(hào)的不同衰減量)。

頻率

電纜的容抗和導(dǎo)線材料決定了傳輸信號(hào)頻率的范圍，在合適的傳輸距離內(nèi)，如果出現(xiàn)圖像模糊，多數(shù)是電纜沒有達(dá)到高頻傳輸?shù)囊?，造成信?hào)的高頻段損失。

干擾

電纜同時(shí)也是一條巨大的天線，會(huì)吸收空間存在的電磁波。如果電纜沒有屏蔽或屏蔽效果不良，任何類型的電磁干擾都會(huì)直接作用于有用的信號(hào)，降低信號(hào)的信噪比

溫度

如同所有的電子電路一樣，電纜的物理特性也會(huì)受環(huán)境溫度的影響，電纜的物理參數(shù)在不同的溫度范圍有不同的表現(xiàn)。在工程應(yīng)用時(shí)，電纜典型在墻壁、天花板和儀器架上覆設(shè)，因?yàn)檫@些地方的通風(fēng)條件不會(huì)很理想，容易產(chǎn)生較高的溫度。因此，選擇電纜的允許使用溫度范圍應(yīng)該適用于這些環(huán)境.

斜率

斜率是描述雙絞線不同長(zhǎng)度對(duì)信號(hào)傳輸產(chǎn)生的時(shí)間差，取決于雙絞線的絞合工藝和絞合類型，當(dāng)產(chǎn)生較大的時(shí)延誤差時(shí)，需要對(duì)電纜進(jìn)行斜率補(bǔ)償.

阻抗

阻抗是描述電纜技術(shù)規(guī)格的重要參數(shù)之一，它為信號(hào)的正確流程建立了基線。這個(gè)信號(hào)的流程維護(hù)了整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)換。想象水流通過一條大口徑的水管，只要水管直徑保持一直，水流的結(jié)構(gòu)和流程不會(huì)有變化。當(dāng)這個(gè)水流被引入到一條小口經(jīng)的水管時(shí)，情況發(fā)生了變化：由于瓶頸的存在，水流的結(jié)構(gòu)被打亂，所有的水流不能同時(shí)通過瓶頸，引起部分水流產(chǎn)生反方向流動(dòng)，而且最后還是被主流再次導(dǎo)入水的流程.

電纜傳輸阻抗的失配也會(huì)造成類似上述的現(xiàn)象：電子信號(hào)被再次導(dǎo)入對(duì)最初的信號(hào)影響稱為反射，傳送波與反射波相互干擾的結(jié)果使電壓幅度形成駐波，用VSWR(電壓駐波比)表示.在視頻系統(tǒng)中，阻抗匹配是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要嚴(yán)肅看待的問題。早期在同軸電纜BNC類型的連接頭同時(shí)存在50_和75_兩種規(guī)格，現(xiàn)在視頻阻抗統(tǒng)一75_，50_阻抗的電纜和連接頭目前只會(huì)在射頻信號(hào)中應(yīng)用。短距離的阻抗失配會(huì)影響圖像的高頻細(xì)節(jié)，引起畫面出現(xiàn)“鬼影現(xiàn)象".

電纜對(duì)信號(hào)的衰減也稱為插入損耗，單位是分貝(dB)，正規(guī)的電纜會(huì)提供一張損失表，描述電纜在單位長(zhǎng)度對(duì)不同頻率的衰減值。比如某電纜的衰減值表示為-2.2dB/30m@100MHz是指這條電纜在30米長(zhǎng)度時(shí)，傳輸100MHz帶寬信號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生-2.2dB的插入損耗。電纜的插入損耗是累積的，而且對(duì)不同頻率的信號(hào)衰減值也不一樣。同樣帶寬的信號(hào)，電纜長(zhǎng)度增加一倍，插入損耗也是增加一倍，比如上述的電纜在60米長(zhǎng)度時(shí)，傳輸100MHz帶寬信號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生-4.4dB的插入損耗。

雖然設(shè)計(jì)好電纜的插入損耗是必要的，但很多時(shí)候由于沒有預(yù)先的計(jì)算，電纜插入損耗對(duì)系統(tǒng)的高頻損失屢見不鮮。在這種情況下，前端電子補(bǔ)償可能是唯一的解決方法。所以大部分的接口和線路驅(qū)動(dòng)器都包含了可以調(diào)整的補(bǔ)償電路，一般都具備電平(或增益)和峰值調(diào)整。利用30米的ExtronBNC5-Mini電纜傳輸150MHz帶寬信號(hào)，在信號(hào)不經(jīng)過任何均衡和放大時(shí)，在150MHz頻段出現(xiàn)了接近-12dB的插入損耗，而且0~150MHz頻段的傳輸曲線非常陡峭;利用電子器材(比如接口、均衡器、放大器)對(duì)信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾娖胶头逯嫡{(diào)整后，不但將電纜的插入損耗減少到-3dB以內(nèi)，而且使0~150MHz頻段的傳輸曲線得到了非常平滑的響應(yīng).

電平控制

電平控制是為了補(bǔ)償電纜插入對(duì)整個(gè)信號(hào)幅度的衰減，由于電纜的插入很容易對(duì)信號(hào)幅度造成5%或更多的衰減，比如一個(gè)模擬0.7V的信號(hào)，5%的電纜插入損耗可以達(dá)到35mV的信號(hào)衰減。通常電平控制被設(shè)定用于補(bǔ)償?shù)皖l部分的衰減，并恢復(fù)信號(hào)在正常的振幅電平(比如0.7V)

峰值控制峰值控制

是為了補(bǔ)償電纜插入對(duì)信號(hào)高頻部分的衰減，高頻段信號(hào)的衰減主要影響圖像的細(xì)節(jié)。峰值控制可以克服高頻信號(hào)在電纜傳輸產(chǎn)生的衰減曲線，但不會(huì)過渡提升信號(hào)的高頻信息，高頻信號(hào)的損失可能會(huì)另外產(chǎn)生噪音。在測(cè)試系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，電平控制和峰值控制可以同時(shí)使用。在測(cè)試設(shè)備和顯示器材的一些數(shù)據(jù)表明，依靠經(jīng)驗(yàn)去計(jì)算電纜傳輸距離是造成系統(tǒng)失敗的真正原因，雖然大部分設(shè)計(jì)師都已經(jīng)意識(shí)到電纜是任何系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最弱環(huán)節(jié)，但還是被安排在最后考慮的一項(xiàng)內(nèi)容.

直流電阻

電阻的一種定義是“物質(zhì)以熱的形式妨礙電子流通的一種物理特性”，電阻是一種減慢電子的流動(dòng)的導(dǎo)體的特性，單位是_(歐姆)，用于簡(jiǎn)單表示導(dǎo)體對(duì)電流的衰減。電纜的直流電阻一般用_/千米表示，由電纜的材料、線徑、尺寸和溫度決定。直流電阻影響信號(hào)的電壓(振幅)，長(zhǎng)距離的電纜傳輸或高阻值電纜都會(huì)使圖像顯得黯淡。舉例來說，一個(gè)0.7Vp-p的視頻信號(hào)經(jīng)由60米長(zhǎng)的電纜(電纜直流阻值41_)傳輸進(jìn)行顯示，顯示端得到的真實(shí)可用的信號(hào)電平大約只有0.63Vp-p(信號(hào)電平損失大約10%)。良好的復(fù)合視頻線纜一般每千米的直流電阻應(yīng)該在35_以下。

電容容量

電容的定義是“在兩個(gè)導(dǎo)體之間的電介體會(huì)儲(chǔ)存電荷的一種特性”，可以解釋電纜也是一個(gè)電容器，具備充電、放電的能力，在電纜中電容的單位用pF/m(微微法/每米)。同軸電纜存在的電容會(huì)影響視頻信號(hào)的銳度和細(xì)節(jié)，這是由于視頻信號(hào)可能存在一些黑色-白色的轉(zhuǎn)變，電纜的電容特性會(huì)影響這個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)變中上升和下跌的時(shí)間，也就是影響了視頻信號(hào)在銳度和細(xì)節(jié)方面的改變。良好的復(fù)合視頻線纜一般每米的電容分布應(yīng)該在60pF以下。