55、同轴电缆与光纤电缆的技术解析

同轴电缆与光纤电缆的技术解析

同轴电缆的安全问题与信号处理

同轴电缆在设备连接中，其接地处理有两种选择：连接到设备底盘或不连接。一般来说，同轴电缆接地的处理方式与信号导体的处理方式相匹配。
- 直接连接方式 ：若直接连接信号，就必须为返回信号电流提供一条直接的低阻抗路径。若屏蔽连接的阻抗过高，返回信号电流会选择其他返回路径，而这些路径往往会成为高效的辐射天线。
- 隔离连接方式 ：使用隔离设备（如变压器、光隔离器或差分接收器）阻断信号电流的直接路径后，从信号完整性角度考虑，可将同轴电缆接地与设备接地断开，形成隔离电缆。在单向链路中，传统做法是将发送端直接连接，接收端进行隔离。

此外，共模扼流圈能以另一种方式阻断机柜间接地电流的流动。正常信号电流在一个绕组中正向流动，在另一个绕组中反向流动，其产生的磁场相互抵消，对正常信号电流无影响。但对于通过一个绕组进入系统并试图通过其他路径离开的电流，会受到扼流圈全部电感的阻碍。设计这样的扼流圈颇具挑战性，它需要在60Hz时具有数千欧姆的初级绕组阻抗，且漏电感要小到能让高速数字信号通过。

直流平衡信号在电缆屏蔽处理上更具灵活性。因为直流平衡信号在低于某个预定义截止频率$f_{c}$的频率下携带的信号功率极少，所以在这些低频下，直流平衡同轴传输系统不需要接地。例如，10MHz的曼彻斯特编码信号，其较低截止频率约为1MHz，在此频率以下中断传输系统对接收信号影响不大。此时，可考虑使用电容在高频时提供低阻抗、在60Hz时提供高阻抗的连接方式，但电容的串联电感要足够低。

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