Explore o design e a funcionalidade exclusivos dos cabos coaxiais em comparação com os cabos blindados padrão. Saiba como a sua construção especializada permite uma transmissão de sinal superior e encontre o cabo coaxial perfeito para as suas necessidades.
Índice
O que é um cabo coaxial?
Um cabo coaxial é um tipo de cabo elétrico concebido para transmitir radiofrequências (RF) sinais com o mínimo de interferência. O cabo coaxial também é conhecido como coaxial. Apresenta uma estrutura única que consiste num condutor central rodeado por uma camada isolante, uma blindagem metálica e uma camada isolante exterior. Esta conceção permite que os cabos coaxiais transportem sinais de dados, vídeo e áudio a longas distâncias com elevada eficiência e baixa perda de sinal.Transmite sinais eléctricos analógicos e digitais através de frequências de rádio de 20 kHz a 300 GHz. As pessoas referem-se frequentemente aos cabos coaxiais pelo tipo de ligação, como "RCA" ou "XLR." Portanto, pode ter utilizado mais do que um tipo de cabo coaxial sem se aperceber.
Estrutura do cabo coaxial
Os cabos coaxiais são caracterizados pela sua estrutura em camadas:
- Condutor interno: O fio sólido ou entrançado que transporta o sinal elétrico, normalmente feito de cobre ou aço revestido a cobre, é o núcleo que transmite o sinal.
- Isolador dielétrico: Envolvendo o condutor interno, este material não condutor impede a fuga de sinal e proporciona isolamento.
- Blindagem externa: Uma trança de cobre tecida ou uma camada de folha de alumínio que protege o sinal de interferências electromagnéticas externas (EMI).
- Revestimento exterior: Uma camada de plástico ou de borracha que envolve o cabo e que não é utilizada para transportar informações, mas que proporciona proteção física e resistência ambiental.
Como é que os cabos coaxiais funcionam?
Os cabos coaxiais são constituídos por camadas concêntricas de condutores eléctricos e material isolante que asseguram que os sinais estão protegidos e livres de interferências. O condutor interno, normalmente feito de cobre sólido ou entrançado, transmite os sinais eléctricos. À volta deste condutor encontra-se uma camada dieléctrica, feita de material isolante com propriedades eléctricas bem definidas, que confina o sinal dentro do cabo e evita fugas. Esta camada é depois envolvida por uma blindagem metálica, normalmente feita de cobre entrançado ou folha metálica, que bloqueia as interferências electromagnéticas externas.
Toda a estrutura é envolvida por um revestimento exterior isolante para a proteger dos factores ambientais. A camada de proteção exterior é ligada em ambas as extremidades através de conectores para filtrar a transmissão indesejada e garantir a clareza do sinal. Esta conceção permite que os cabos coaxiais mantenham a integridade do sinal em longas distâncias, tornando-os ideais para aplicações como a transmissão televisiva, a ligação à Internet e as telecomunicações.
Quais são os diferentes tipos de cabos coaxiais?
Os cabos coaxiais diferem em termos de conceção consoante a sua utilização final. Os cabos mais curtos são normalmente utilizados em sistemas domésticos, como configurações AV ou ligações Ethernet pessoais. Os cabos mais longos são ideais para ligar redes extensas, como rádio, televisão ou linhas de telecomunicações de longa distância. Além disso, os cabos micro e mini coaxiais desempenham papéis cruciais na eletrónica de consumo, equipamento militar, sistemas aeroespaciais e dispositivos médicos devido ao seu design compacto e versátil.
Seguem-se algumas das mais comuns tipos de cabos coaxiais e as aplicações que suportam.
Cabos coaxiais Hardline
Os cabos coaxiais Hardline apresentam um condutor externo rígido feito de alumínio ou cobre, têm um diâmetro maior (≥ ½ polegada de diâmetro) quando comparados com outros cabos coaxiais. Estes cabos coaxiais são normalmente utilizados em telecomunicações e transmissão de sinais de alta potência devido à sua durabilidade e baixa perda de sinal.
Cabo Coaxial Flexível
Os cabos coaxiais flexíveis são altamente adaptáveis e concebidos para se dobrarem e moverem sem comprometer a integridade do sinal. Estes cabos possuem um condutor interno rodeado por uma camada dieléctrica de polímero flexível, permitindo um encaminhamento fácil em espaços apertados. São normalmente utilizados em aplicações em que é necessário um movimento ou flexibilidade frequentes dos cabos, como na robótica, eletrónica de consumo e dispositivos de comunicação portáteis.
Cabo coaxial formável
Os cabos coaxiais moldáveis são uma alternativa aos cabos semi-rígidos, oferecendo um desempenho semelhante com maior flexibilidade. Em vez de uma bainha externa rígida de cobre, esses cabos utilizam uma bainha de metal flexível que pode ser moldada e dobrada durante a instalação. Isso os torna ideais para aplicações que exigem roteamento preciso, como na indústria aeroespacial, equipamentos médicos e sistemas de comunicação personalizados.
Cabo coaxial radiante
Os cabos irradiantes, também conhecidos como cabos com fugas, são concebidos com ranhuras no condutor exterior para permitir a fuga de sinal. Estes cabos são ideais para aplicações em túneis, minas e outros ambientes onde os sinais sem fios normais têm dificuldade em propagar-se.
Cabo Coaxial Twinaxial
Os cabos twinaxiais são constituídos por dois condutores internos rodeados por uma única blindagem externa. São frequentemente utilizados em aplicações de transmissão de dados de curto alcance, como em redes informáticas de alta velocidade.
Cabo coaxial triaxial
Os cabos triaxiais têm uma camada adicional de isolamento e blindagem, proporcionando uma melhor proteção contra interferências. Estes cabos são normalmente utilizados em equipamento de vídeo profissional e na transmissão de dados de alta segurança.
Cabo Coaxial Semi-Rígido
Os cabos coaxiais semi-rígidos possuem um condutor externo de metal sólido, oferecendo excelente blindagem e desempenho. São normalmente utilizados em aplicações que requerem uma transmissão precisa de sinais, como os sistemas aeroespaciais e militares.
Cabo coaxial de linha rígida
Os cabos coaxiais de linha rígida têm um condutor exterior de metal sólido e foram concebidos para instalações permanentes em aplicações de alta potência, como antenas de radiodifusão.
Cabo coaxial RG-6
Os cabos RG-6 estão entre os tipos mais comuns de cabos coaxiais, utilizados principalmente para a retransmissão de sinais de televisão por cabo. O condutor central é feito de aço revestido a cobre (CCS) ou cobre sólido nu (BC), proporcionando um equilíbrio entre resistência e condutividade. Com origem na especificação militar da Segunda Guerra Mundial "Radio Guide", os cabos RG-6 evoluíram para quatro variantes específicas para diferentes aplicações:
- Padrão: Concebido para a cablagem doméstica típica interior e exterior.
- Inundado: Inclui gel adicional à prova de água, tornando-o adequado para condutas subterrâneas.
- Mensageiro: Incorpora um fio de aço para suportar a tensão das quedas aéreas entre postes de eletricidade.
- Pleno: Envolvido num revestimento de PTFE (politetrafluoroetileno) para cumprir os códigos de segurança contra incêndios para utilização em espaços de tratamento de ar e condutas de ventilação.
Tipos de conectores de cabos coaxiais
Existem tantos tipos de conectores coaxiais no mercado, como é que devem ser utilizados em conjunto? Por serem tantos, pode levar algum tempo a explicá-los um a um. Aqui está uma breve introdução aos dez estilos mais utilizados: Tipo F, BNC, TNC, SMB, MCX, SMA, RCA, UHF e 7/16 DIN. Os estilos de conectores acima referidos são todos "adaptados" uns aos outros sob a forma de macho/fêmea, ficha/jaque. Pode ser uma ficha macho ou fêmea, ou um conetor macho ou fêmea. O macho e a fêmea também são frequentemente designados por polaridade.
Conector tipo F
O conetor de "cabo" normalizado mais utilizado para ligações de TV por cabo ou Internet, que se encontra normalmente no cabo RG-6/U.
Conectores Bayonet Neil-Concelman (BNC)
A abreviatura de Bayonet Neil-Concelman, usada para descrever seu estilo de conexão, porque o estilo de baioneta é adequado para conexões rápidas de torção. De tamanho miniatura a subminiatura, esses conectores coaxiais de RF permitem conectar e desconectar rapidamente de equipamentos de televisão, rádio, RF e instrumentos de teste.
Conectores roscados Neil-Concelman (TNC)
Algumas pessoas podem pensar que este conetor funciona com o BNC devido aos nomes semelhantes, mas TNC é a abreviatura de Threaded Neil-Concelman, que é simplesmente uma versão roscada e resistente às intempéries do BNC. Operando a 12GHz, é adequado para criar ligações RF/antena e telemóvel, minimizando os problemas de estabilidade e fuga.
Conectores subminiatura versão B (SMB)
Conectores compactos com um design de fácil encaixe, ideais para cabos semi-rígidos em aplicações que requerem ligações pouco frequentes. Proporcionam um excelente desempenho elétrico de DC a 4 GHz.
7/16 DIN
Conectores 7/16 do Deutsches Institut für Normung (DIN). Este estilo é definido como 7 mm e 16 mm DIN. DIN refere-se à organização que originalmente padronizou os estilos de conectores - Deutsches Institute Fur Normung (Instituto Alemão de Padronização). Este estilo é mais popular em aplicações de antenas celulares.
Conectores micro coaxiais (MCX)
Este é outro estilo que tem múltiplas variações. MCX significa Micro Coaxial Connectors, que está intimamente relacionado com conectores como MMCX (Micro-Miniature Coaxial Connector), MMBX, SMB (Sub Miniature Version B), SSMB (Smaller SMB), SMC, SSMC, SSMCX, etc. Todos os conectores acima têm uma conexão de encaixe e geralmente não são conectados de forma cruzada.
Conectores da Radio Corporation of America (RCA)
O Conector RCA tem o nome da empresa que o concebeu, a Radio Corporation of America. Este é um conetor muito comum utilizado para ligações básicas e rápidas de vídeo e áudio. Verá estes fios vermelhos, brancos e amarelos na parte de trás do seu televisor. Também chamado de conetor cinch, o conetor RCA é facilmente reconhecível pelo anel que envolve a extremidade do conetor macho.
Conector UHF
O conetor UHF, normalmente designado por conetor coaxial Amphenol, é um conetor RF normalizado de 50 Ohm concebido especificamente para aplicações de rádio de baixa frequência. Este conetor versátil foi amplamente adotado em vários sistemas de comunicação por rádio, incluindo operações de rádio amador, equipamento de rádio da banda do cidadão (CB) e instalações de rádio VHF marítimas. Embora demonstre um desempenho fiável nestas aplicações, é importante notar que a sua gama de funcionamento efectiva se estende normalmente até 300 MHz, o que o torna particularmente adequado para requisitos de transmissão RF de baixa frequência nestes domínios.
Conector SMA
Os conectores SMA (Subminiature Version A) representam uma interface compacta concebida para ligações de cabos coaxiais com um sistema de acoplamento roscado. Estes conectores mantêm uma classificação de impedância consistente de 50 Ohm e demonstram uma versatilidade notável, funcionando eficazmente numa gama de frequências desde DC (0 Hz) até 18 GHz. O seu desempenho fiável e o seu pequeno formato tornam-nos particularmente adequados para várias aplicações, incluindo instalações de equipamento de micro-ondas, dispositivos de rádio portáteis e sistemas de antenas celulares. A combinação da eficiência do tamanho do conetor SMA com as suas amplas capacidades de frequência estabeleceu-o como uma escolha padrão na engenharia de RF e micro-ondas.
Factores-chave a ter em conta na escolha de um cabo coaxial
A escolha do cabo coaxial correto envolve a avaliação da aplicação, das condições ambientais, dos requisitos de impedância e das propriedades físicas do cabo. Um cabo bem adaptado garante uma transmissão de sinal eficiente, durabilidade e fiabilidade do sistema. Considere sempre as necessidades específicas do seu projeto para tomar uma decisão informada.
Comprimento e espessura do cabo coaxial
O comprimento e a espessura do cabo coaxial afectam significativamente o seu desempenho. Cabos mais longos podem levar à perda de sinal, pelo que é essencial escolher um comprimento de cabo que minimize a atenuação e satisfaça as suas necessidades. Os cabos mais grossos oferecem normalmente uma menor resistência e são mais adequados para transmissões de longo alcance.
Impedância do cabo coaxial (Ohms)
A impedância, medida em ohms, é a resistência que um cabo apresenta à corrente alternada. A correspondência da impedância em todo o sistema de cabos (por exemplo, 50 ohms para aplicações de RF ou 75 ohms para vídeo) é crucial para evitar a degradação do sinal, ecos e fantasmas nos sinais de TV.
Intermodulação passiva (PIM) do cabo coaxial
O PIM é uma forma de interferência de sinal que pode degradar o desempenho dos sistemas de comunicação. Os cabos com baixo PIM são críticos em aplicações em que a alta qualidade do sinal é essencial, como as redes celulares.
Classificação do revestimento do cabo coaxial
O revestimento exterior do cabo coaxial protege-o de factores ambientais. Dependendo da aplicação, podem ser necessários cabos com classificações de revestimento específicas, como propriedades resistentes a UV, à prova d'água ou retardantes de chamas. Considere o ambiente em que o cabo será instalado (por exemplo, ao ar livre, subterrâneo ou em áreas de alto calor).
Conectores de cabo coaxial
O tipo de conectores de cabos coaxiais utilizados é vital para a compatibilidade e integridade do sinal. Certifique-se de que os conectores correspondem à impedância do cabo e aos dispositivos que está a ligar. Os conectores de alta qualidade podem reduzir a perda de sinal e melhorar o desempenho geral do sistema.
Aplicação de cabos coaxiais
Diferentes cabos coaxiais são concebidos para utilizações específicas, como operações militares, radiodifusão ou eletrónica de consumo geral. Determine os requisitos de alcance e frequência da sua aplicação antes de selecionar um cabo. Por exemplo:
As necessidades de curto alcance e de baixa frequência podem exigir apenas cabos RG6 básicos.
As aplicações de alta frequência ou de longo alcance podem exigir cabos especializados com blindagem adicional.
Ambiente do cabo coaxial
Os factores ambientais, como a humidade, a luz solar e os elementos corrosivos, podem afetar a vida útil e o desempenho do cabo:
Os cabos subterrâneos devem ser alojados em condutas à prova de água.
Os cabos exteriores podem necessitar de revestimentos resistentes aos raios UV ou blindados.
Para ambientes agressivos, considere cabos com revestimentos de estanho ou prata para maior proteção.
Tensão de funcionamento e potência nominal
Os cabos coaxiais têm uma tensão nominal máxima, determinada pelo material dielétrico e pelo condutor. Escolha sempre um cabo com uma tensão de funcionamento que exceda os requisitos do seu sistema para garantir segurança e fiabilidade.
Perda de sinal em frequências específicas
As altas frequências (VHF e UHF) podem registar uma perda de sinal significativa. Os fabricantes costumam usar blindagem de folha ou trançada para minimizar a interferência e manter a qualidade do sinal. Analise as especificações do cabo para garantir que ele atenda aos seus requisitos de freqüência com perda mínima.
Aplicações comuns - Para que são utilizados os cabos coaxiais?
Os cabos coaxiais são componentes cruciais em inúmeras aplicações de telecomunicações e transmissão de sinais. O seu design único, com um condutor central rodeado por isolamento e blindagem, torna-os ideais para transportar vários tipos de sinais, minimizando a interferência e a perda de sinal.
Sistemas de televisão e vídeo
- Distribuição de TV por cabo de fornecedores para casas e empresas utilizando cabos RG-6 de 75 Ohm
- Instalações HDTV que utilizam cabos RG-11 para uma maior capacidade de sinal
- Sistemas de CCTV que utilizam cabos RG-59 e RG-6
- Ligação de televisores a antenas e receptores de satélite
- Transmissão de vídeo, sendo preferível o RG-6 para sinais digitais e o RG-59 para transmissão analógica sem perdas
Internet e transmissão de dados
- Fornecimento de serviços de Internet de banda larga dos fornecedores de cabo às residências
- Ligação entre modems de cabo e linhas de cabo principais
- Transmissão de dados a alta velocidade com perdas mínimas de atenuação
- Conectividade de última milha para residências e escritórios individuais
Comunicações celulares
Amplificadores de sinal para telemóveis, compreendendo:
- Ligações entre antenas exteriores e amplificadores
- Ligações entre amplificadores e antenas interiores
- Desvio de materiais de construção que bloqueiam o sinal
- Melhoria da receção celular em interiores
Radiocomunicações
- Ligações de antena de rádio amador para uma transmissão de sinal mais forte
- Sistemas básicos de RF (radiofrequência)
- Instalações de equipamentos de rádio
- Transmissão de sinais em locais remotos sem necessidade de infra-estruturas de Internet
A escolha de tipos específicos de cabos coaxiais depende da aplicação:
- RG-6: Normalmente utilizado para sinais digitais em aplicações de televisão, Internet e vídeo
- RG-59: preferido para transmissão de vídeo analógico e sistemas CCTV
- RG-11: Especializado para aplicações HDTV que requerem maior capacidade de sinal
Vantagens e desvantagens do cabo coaxial
Vantagens do cabo coaxial
- Elevada largura de banda e capacidade de transporte de sinal.
- Proteção eficaz contra interferências electromagnéticas.
- Durável e económico.
Desvantagens do cabo coaxial
- Volumoso e menos flexível em comparação com outros cabos.
- Perda de sinal em distâncias muito longas sem amplificação.
- Escalabilidade limitada para aplicações de dados de alta velocidade.
Algumas perguntas frequentes
Qual é a velocidade de transmissão de um cabo coaxial?
Os cabos coaxiais podem transmitir dados a velocidades até 1 Gbps ou superiores, consoante o tipo de cabo e a aplicação.
Quais são as principais vantagens do cabo coaxial?
Os cabos coaxiais oferecem uma elevada largura de banda, uma excelente blindagem e uma transmissão fiável de sinais a longas distâncias.
Qual é a diferença entre os cabos coaxiais RG-6 e RG-59?
- RG-6: Isolador dielétrico mais espesso e melhor blindagem, adequado para frequências mais elevadas e distâncias mais longas.
- RG-59: Mais fino e menos blindado, melhor para aplicações de curta distância e baixa frequência, como sistemas CCTV.
Os cabos coaxiais podem ser instalados no exterior?
Sim, mas as instalações no exterior exigem cabos resistentes às intempéries com proteção UV e conectores à prova de água.
Como é que identifico o tipo de cabo coaxial?
Verifique a etiqueta no revestimento do cabo, que normalmente inclui o tipo de cabo (por exemplo, RG-6, RG-59) e as especificações.
Conclusão
Os cabos coaxiais são versáteis e amplamente utilizados em várias aplicações, desde a radiodifusão e a conetividade à Internet até à transmissão de dados a alta velocidade. Compreender os diferentes tipos, estruturas e utilizações dos cabos coaxiais ajuda a escolher o mais adequado às suas necessidades. Com o seu desempenho fiável e durabilidade, os cabos coaxiais continuam a ser uma pedra angular dos sistemas de comunicação modernos.
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