A tápvonal egy olyan eszköz, amely elektromos jelet visz át két szerkezeti egység között. Feladata, hogy a jelet minél kisebb veszteséggel továbbítsa anélkül, hogy azt a környezetébe sugározná.
Tápvonaltípusok Tápvonaltípusok frekvenciaátvitel alapján Frekvenciaátvitel alapján kétféle tápvonalat különböztetünk meg, hangolt és hangolatlan tápvonalat.
Hangolt tápvonal A hangolt tápvonal csak egy nagyon keskeny frekvenciatartományt képes átvinni, egy keskenyebb sávot, sávrészt, vagy egy csatornát.
Az átviteli tartományában gyakorlatilag veszteség nélküli átvitelre képes. Az átviteli tartományon kívül nem továbbít zavarójelet.
Hangolatlan tápvonal A hangolatlan tápvonal bármilyen frekvenciájú jelet átvisz. Általában egy felső határfrekvenciáig használható, ahol még elfogadható veszteséggel képes továbbítani a jelet.
Tápvonaltípusok a megtáplálási mód alapján Megtáplálás módja alapján kétféle tapvonalat különböztetünk meg: szimmetrikus és aszimmetrikus tápvonalat.
Aszimmetrikus tápvonalak Aszimmetrikus megtáplálásról akkor beszélünk, amikor egy vezetékpár egyik erén a jel továbbítódik, a másik éren pedig a két szerkezeti egység földpontja van összekapcsolva. Amelyik éren a két földpont van összekapcsolva, az az ér általában az árnyékolás szerepét is betölti.
A jelet továbbító eret meleg érnek, a földpontot átvivő eret hideg érnek nevezzük.
Szimmetrikus tápvonalak Szimmetrikus megtáplálásról akkor beszélünk, amikor az egyik érpáron a jel továbbítódik, a másik érpáron pedig a jel tükörképe, vagy vívőfrekvenciás jel esetén a jel 180°-os fázistolással.
Tápvonalak csoportosítása +SzimmetrikusAszimmetrikusHangolt rövidzáras érpár csőtápvonalHangolatlan párhuzamos érpár szalagkábel sodrott érpár Lecher-vezeték koaxiális kábel Goubau-vezeték
Tápvonalak általános jellemzői
A tápvonal hullámimpedanciája A tápvonalaknál a gyártó a katalógusban megadja ezt a paramétert. Jele: Z0 .
Ha ismeretlen kábellel dolgozunk, akkor reaktancia mérésére alkalmas mérőműszer segítségével meg tudjuk határozni ezt a paramétert. Először kapacitást mérünk a két ér között, majd rövidre zárjuk a kábel másik végét, és induktivitást mérünk. A két mért értékből kiszámíthatjuk a kábel hullámellenállását:
Z0 - A kábel hullámellenállása (Ω) L - Mért induktivitás C - Mért kapacitás
Az L és C értékét egyforma prefixummal kell számolni.
A tápvonal vesztesége A tápvonalaknál a gyártó a katalógusban megadja ezt a paramétert. Jele: A.
Legtöbbször dB/100m értékben adja meg, adott frekvenciákon. Ha más méretre és más frekvenciára kell kiszámítanunk, a következő képletet használhatjuk:
Ha nem logaritmikus értékben van megadva a csillapítás akkor a következő képletet kell használni:
Akat - a katalógusban megadott csillapítás fkat - a katalógusban megadott frekvencia lkat - a katalógusban megadott vezetékhossz A - csillapítás f - üzemi frekvencia l - vezetékhossz
A rövidülési tényező A tápvonalaknál a gyártó a katalógusban megadja ezt a paramétert. Jele: k.
A tápvonalak rövidülési tényezője elsősorban a két vezeték közötti dielektrikum anyagátó függ.
Általában a tömör műanyag dielektrikumú kábeleknek 0.66-os rövidülése van, a habosított műanyaggal készített kábeleknek 0.8, levegőben megvalósított párhuzamos érpáré 0.95 körüli.
Tapvonalak egyéb felhasználása
Tápvonal mint reaktáns elem A tápvonal hosszának növelésével
növekszik a párhuzamos kapacitása növekszik a soros induktivitása
Mivel a tápvonal hosszának növelésével növekszik az induktivitás, ezáltal az induktív reaktancia (XL) is, továbbá a hossz növelésével növekszik a kapacitás, azaz a kapacitív reaktancia (XC) fordított arányosságban osztódik, belátható, hogy lesz olyan tápvonalhossz, ahol X = XL - XC éppen nulla lesz. Ez éppen a rövidülési tényezővel szorzott negyedhullámú csonk. Ekkor
a szakadással lezárt végű tápvonal esetében kialakul egy soros rezgőkör. a rövidzárral lezárt végű tápvonal esetében kialakul egy párhuzamos rezgőkör.
HosszNyitott tápvonalvégRövidrezárt tápvonalvégkapacitásinduktivitássoros rezgőkörpárhuzamos rezgőkörinduktivitáskapacitáspárhuzamos rezgőkörsoros rezgőkör
Impedancia invertálás Ha a hosszúságú tápvonal végét
rövidrezárjuk, akkor a bemenet felöl szakadást mutat, nyitva hagyjuk, akkor kis impedanciát mutat hullámimpedanciájával zárjuk, akkor a bemeneten is a hullámimpedancia értékét mutatja
Impedancia tükrözés A hosszúságú tápvonal úgy is felfogható, mint kettő hosszúságú egymással szembe kötött tápvonal. Érdekes tulajdonsága, hogy a tápvonal belsejében alakulnak ki a feszültség- és árammaximumok, a félhullámú tápvonal két végén ugyanaz az impedancia látszik.
A tápvonalaknak ez a működése lehetővé teszi, hogy két egyforma impedanciájú szerkezeti egységet ilyen módon össze tudunk kapcsolni tetszőleges hullámimpedanciájú tápvonallal, az alábbi megkötésekkel:
csak adott frekvencián, vagy annak egész számú többszörösén áll fenn ez a működés szállítási veszteséget okoz, annál nagyobbat, minél inkább eltér az összekötőkábel hullámimpedanciája az összekötött szerkezeti egységek impedanciájától a kábelnek nagyobb feszültségeket és áramokat kell elviselnie, annál nagyobbakat, minél inkább eltér a hullámimpedanciája az összekötött szerkezeti egységek impedanciájától.
Párhuzamosan kapcsolt tápvonalak Ha n darab Z0 hullámimpedanciájú tápvonalat párhuzamosan kapcsolunk, akkor az eredő hullámimpedanciájuk lesz.
A tápvonal mint fázistoló Mivel a jelnek a tápvonalon történő áthaladásához idő kell, így a tápvonal alkalmas fázistolásra.
Jegyzetek
Kategória:Kábelek Kategória:Elektronika Kategória:Távközlési technika Kategória:Rádió Kategória:Amatőr rádiózás Kategória:Tápvonalak