Difference between revisions 253371 and 253372 on nlwikibooks

Een '''coaxkabel''' is een kabel voor het geleiden van [[Hoogfrequent|hoogfrequente]] signalen (bijvoorbeeld een [[televisieprogramma|televisiesignaal]] of een signaal in een [[computernetwerk]]).

De 'kern' (binnenste koperen geleider) en de 'mantel' (omhullende buitenste geleider) zijn de twee [[elektrische stroom|stroomvoerende]] verbindingen. Door de [[Wet van Lenz]] blijven deze elkaar opheffende stromen dicht bij elkaar lopen. OmDoordat de assen van beide geleiders samenvallen (vanwaar de naam: co-axiale kabel) heffen de elektrische en magnetische velden van binnen- en buitengeleider elkaar buiten de kabel op, waardoor geen stoorsignalen naar binnen of naar buiten kunnen lekken.

== Opbouw van een coaxkabel ==
[[Bestand:RG-59.jpg|thumb|right|180px|[[RG-59]] flexible coaxial cable.<br />A: plastic omhulsel<br />B: koperen mantel<br />C: binnenste isolator<br />D:koperen kern]]
⏎
⏎
''Radio-grade flexibele'' coaxkabel.
# In het midden van de kabel bevindt zich de [[binnengeleider]] of ''kern'' waardoor het signaal overgedragen wordt. Deze is gemaakt van massief of geslagen [[koper (element)|koper]]. Soms wordt de kern verzilverd, voor een verbeterde geleiding.
# Om de kern bevindt zich het elektrisch isolerende [[diëlectricum]]. Soms is dat [[lucht]], en in dat geval moeten er afstandhouders in de kabel worden aangebracht.
# Om het diëlectricum heen bevindt zich de [[buitengeleider]] of ''mantel''. Deze is meestal van koper en kan massief en/of gevlochten zijn. De betere kabels hebben metaalfolie om de gevlochten buitengeleider .
# Rondom de buitengeleider bevindt zich een kunststoflaagmantel om de kabel tegen weersinvloeden te isoleren en beschermen.

== Kenmerken van de coaxkabel ==
Coaxkabels hebben een aantal kenmerken die in hun specificaties zijn terug te vinden. Hieronder volgen een aantal belangrijke.

=== Karakteristieke impedantie ===
Een coaxkabel heeft een bepaalde zogenoemde ''karakteristieke [[impedantie]]''. Dat is de [[elektrische spanning]] gedeeld door de [[elektrische stroom]] in een [[oneindig]] lange [[Elektriciteitsleiding|kabel]]. De [[karakteristieke impedantie]] Z<sub>k</sub> is ongeveer gelijk aan de vierkantswortel uit de [[reactantie|inductantie]] over de [[reactantie|capacitantie]] per lengte-eenheid.
: <math>Z_\mathrm{k} = \sqrt{ \frac{L}{C} }</math>

De meeste kabels die in de handel zijn hebben een karakteristieke impedantie van:
* 50 [[Ohm (eenheid)|Oohm]] (voor netwerken en radiocommunicatie-apparatuur), of:
* 75 Oohm (voor [[radio]], [[Ttelevisie|tv]] en [[video]]apparatuur).

Opdat er geen reflectie van het signaal zou optreden waar de kabel aan het apparaat aangesloten wordt, moet dat apparaat een ingangsimpedantie hebben die gelijk is aan de karakteristieke impedantie. Dikwijls is die ingang hoogohmig en wordt er een afzonderlijke weerstand van 50 of 75 Oohm, een zogenaaoemde '''terminator''', op het einde van de kabel geplaatst. Een hoogohmige ingang laat toe meerdere apparaten op dezelfde kabel aan te sluiten, b.v. bij de vroegere 'thin ethernet' netwerken of bij SCSI-randapparaten.

=== Verliezen ===
De twee verlieseffecten in de coaxkabel zijn:
# skin-effect
# diëlektrische verliezen.

Het [[skin-effect]] is het verschijnsel dat de indringingsdiepte van de elektromagnetische golf afhankelijk is van de frequentie, bij een geleider met soortelijke weerstand ongelijk aan nul. Hierdoor lopen zeer hoogfrequente golven alleen in de huid van de geleider terwijl golven onder de skin-afsnijfrequentie het hele oppervlak gebruiken. De indringingsdiepte <math>\delta_s</math> kan als volgt uitgerekend worden:

:<math>\delta_\mathrm{s}=\sqrt{\frac{1}{\pi f\mu\sigma}}</math>,

en de skin-afsnijfrequentie <math>f_\mathrm{sa}</math> als volgt:

:<math>f_\mathrm{sa}=\frac{1}{a^2\pi\mu\sigma}</math>,

waarin <math>\mu</math> de magnetische permeabiliteit is, <math>\sigma</math> de elektrische geleidbaarheid en <math>a</math> de straal van de geleider. Bij de RG-58U coaxkabel (zie ook hieronder) ligt <math>f_\mathrm{sa}</math> rond de 22  kHz.

De diëlektrische verliezen worden veroorzaakt doordat het diëlektricum bij hogere frequenties energie dissipeert, ten gevolge van diëlektrische polarisatie en relaxatie.

=== Overdrachtsfunctie ===
Een goede benadering <math>H(f)</math> van de overdrachtsfunctie van de kabel is als volgt:

:<math>H(f)=e^{-j2\pi f\tau_0-\sqrt{j2\pi f\tau_1}-2\pi f\tau_2}</math>,

waarin de tijdsconstantes <math>\tau_0</math>, <math>\tau_1</math> en <math>\tau_2</math> respectievelijk de looptijd, de verliezen door het skin-effect verliezen en de dielektrische verliezen aangeven.

Door middel van inverse [[Fouriertransformatie]] kan de tijddomein [[Impulsantwoord|impulsrespons]] <math>h_c(t)</math> van de coaxkabel worden berekend:

:<math>h_c(t)=h_0(t)*h_1(t)*h_2(t)</math>,

waarin '*' de [[Convolutie|convolutie-integraal]] weergeeft, en waarin

:<math>h_0(t)=\delta(t-\tau_0)\quad</math>

(<math>\delta(t)</math> is de [[Diracdelta|diracimpuls]]),

:<math>h_1(t)=\frac{\sqrt{\tau_1}}{2t\sqrt{\pi t}}e^{-\tfrac{\tau_1}{4t}}</math>, en

:<math>h_2(t)=\frac{1}{\pi\tau_2}\frac{1}{1+\left(\frac{t}{\tau_2}\right)^2}</math>,
[[Bestand:100m_rg58u.jpg|thumb|right|300px|Overdracht van 100m meter RG-58U  -coaxkabel.]]
waarbij moet worden opgemerkt dat <math>h_2(t)</math> in werkelijkheid minder symmetrisch is (korter aan de linkerkant).

=== Demping ===
⏎
⏎
De [[elektrische demping]] per lengte-eenheid, meestal 100 meter, wordt uitgedrukt in [[decibel (eenheid)|decibel]]. Hoe hoger deze waarde, des te slechter is de kabel. De demping is afhankelijk van de [[frequentie]] van het signaal dat door de kabel wordt getransporteerd. Als voorbeeld staat in de figuur hiernaast de demping van 100m meter RG-58U  -kabel. Dit is een goedkope, gangbare standaard  coaxkabel, die van ca. 1985 tot ca. 2000 veel voor [[thinwire]]  computernetwerken werd gebruikt.

=== Bandbreedte ===
Als bandbreedte wordt de frequentie aangehouden waarbij de demping van de kabel 3    [[Decibel (eenheid)|dB]] bedraagt. Bij een demping van 3    dB gaat de helft van het [[elektrisch vermogen]] verloren; bij een demping van 6    dB de helft van de [[elektrische spanning]].

== Coaxiale kabel voor consumenten ==
Een goede coaxiale kabel is stralingsarm. Dat wil zeggen dat de hoogfrequent  signalen, die door de kabel worden getransporteerd, niet naar buiten kunnen lekken. Omgekeerd kunnen ook geen hoogfrequent  signalen van buiten naar binnen dringen en zo storing veroorzaken. 

Een coaxiale kabel bestaat uit een binnengeleider met daaromheen isolatie. De betere kabels zijn vervolgens afgedekt met een metaalfolie waar overheen een mantel van gevlochten metalen draadjes is aangebracht. Dit is de buitengeleider van de kabel. Om deze buitengeleider ligt ook weer een isolatielaag, de buitenmantel. Coaxiale kabels voor de doorgifte van radio en televisiesignalen moeten een impedantie hebben van 75 Oohm. Voor computernetwerken worden kabels met een impedantie van 50 Oohm gebruikt. Het is voor de aanleg van een netwerk belangrijk dat de typen niet verwisseld worden.
 
Hoe groter de diameter van een coaxiale kabel hoe geringer het signaalverlies. Ook het gebruikte isolatiemedium is van invloed op het signaalverlies. Zo geeft schuimkabel minder verlies dan kabel met een vaste kunststof isolatie. Je kunt daardoor met een schuimkabel grotere afstanden overbruggen.

Omdat het voor consumenten lastig is om goed en slecht materiaal van elkaar te onderscheiden heeft NLkabel, de brancheorganisatie van kabelbedrijven, in september 2008 een keurmerk geïntroduceerd: [http://www.kabelkeur.nl Kabel Keur]. Alleen materiaal dat aan strenge keuringseisen voldoet mag het Kabel Keur voeren. Wie materiaal met het Kabel Keur gebruikt en dit oordeelkundig verwerkt, weet zich daarom verzekerd van een goede doorgifte van het televisiebeeld binnenshuis.

⏎
⏎
== Zie ook ==
* [[Hybrid Fiber Coax]]

== Externe link ==
* [http://www.kabelkeur.nl Kabel Keur]
{{Commonscat|Coaxial cables}}

[[Categorie:Telecommunicatie]]

[[ar:كبل محوري]]
[[bg:Коаксиален кабел]]
[[ca:Cable coaxial]]
[[cs:Koaxiální kabel]]
[[da:Koaksialkabel]]
[[de:Koaxialkabel]]
[[en:Coaxial cable]]
[[eo:Samaksa kablo]]
[[es:Cable coaxial]]
[[eu:Kable ardazkide]]
[[fa:کابل هم‌محور]]
[[fi:Koaksiaalikaapeli]]
[[fr:Câble coaxial]]
[[gl:Cable coaxial]]
[[gu:કો-ઍક્સિયલ કેબલ]]
[[he:כבל קואקסיאלי]]
[[hi:समाक्षीय केबल]]
[[hr:Koaksijalni kabel]]
[[hu:Koaxiális kábel]]
[[id:Kabel sepaksi]]
[[it:Cavo coassiale]]
[[ja:同軸ケーブル]]
[[ko:동축 케이블]]
[[lt:Bendraašis kabelis]]
[[mk:Коаксијален кабел]]
[[ms:Kabel sepaksi]]
[[no:Koaksialkabel]]
[[pl:Kabel koncentryczny]]
[[pt:Cabo coaxial]]
[[ru:Коаксиальный кабель]]
[[simple:Coaxial cable]]
[[sk:Koaxiálny kábel]]
[[sr:Коаксијални кабл]]
[[sv:Koaxialkabel]]
[[ta:ஓரச்சு வடம்]]
[[tr:Koaksiyel Kablo]]
[[uk:Коаксіальний кабель]]
[[zh:同轴电缆]]