Кабели и провода для видеокамер

Электротехника – наука о (плохих) контактах. Не исключение и электроника, все цифровые, аудио, видео системы и прочее: нет связи, соединения – не будет ни питания, ни передачи информации, никакой работы - будет только головная боль. Могут быть устройства без активных элементов, без индикаторных или коммутационных. Единственное, без чего немыслим никакой электроприбор – это без проводников и проводов.

Провода и кабели бывают очень разными – в зависимости от назначения, номинального тока, частоты  и напряжения, условий эксплуатации, требований безопасности. Если проводник служит лишь для подачи питания (постоянного тока или переменного промышленной частоты), важно только соответствие его сечения мощности нагрузки, а толщины и материал изоляции – напряжению и условиям окружающей среды. С сигнальными кабелями, передающими цифровую или аналоговую информацию, дело обстоит заметно сложнее.

С развитием техники плотность (скорость передачи) этой информации возросла ни много ни мало в миллиарды раз – от единиц бит в секунду в ручном телеграфе XVIII века до сегодняшних Гигабайт. Для этого соответственно повышалась несущая частота сигнала. А на затухание ВЧ-токов влияет уже не только и не столько омическое сопротивление проводника, сколько его волновые свойства.

Функции, описывающие процессы в подобных системах – это достаточно сложные дифференциальные уравнения. (Страшно?) Если вы даже помните закон Ома, способны вычислить падение напряжения на проводе и его нагрев, подходить с такими же мерками к ВЧ-цепям – всё равно, что использовать шнурки от ботинок вместо рыболовной лески: крючок-то привяжется, но...

Корректный и всеобъемлющий расчёт без вспомогательной литературы вряд ли по зубам даже свеженьким выпускникам соответствующих специальностей. На практике обычно пользуются таблицами готовых ответов к типовым задачам. Для того же, чтоб не количественно, а хотя бы качественно обрисовать проблему, отметим

2 основных момента:

• чем выше частота, тем меньшее участие в проводимости принимает объём проводника, ток распространяется только по его поверхности, а сопротивление зависит от профиля и взаимного расположения жил, диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь материала изоляции и многого другого;
• чем меньше длина волны переменного тока по сравнению с длиной провода, тем эффективнее он работает как антенна – потери на радиоизлучение могут значительно превышать тепловые.

Для умеренных частот и расстояний достаточно хорошим решением является индуктивная связь между проводниками, улучшающаяся при свивании их пар – это популярные коммуникационные кабеля типов UTP и FTP. При низкой и средней разрешающей способности видео камер и обычной частоте кадров их можно использовать для соединения с видеорегистратором, удалённым на десятки метров.

Если же требуется HD-качество или скоростная съёмка, необходимая несущая частота становится такой, что требуется уже применение коаксиальных кабелей. В них одна жила заключена внутрь (расположена по оси) другой. С точки зрения распространения сигнала такая система является несимметричным цилиндрическим волноводом с достаточно просто рассчитываемыми параметрами.(Но рассчитываемыми по совершенно иным законам: можно, например, найти точки, в которых замыкание внутренней и внешней жилы через стальной пинцет практически не отразится на качестве изображения, а в других даже плавный изгиб понизит сигнал в разы).

100-процентная индуктивная связь в коаксиальной паре обеспечивает полную электродинамическую экранировку – и нечувствительность к внешним помехам, и отсутствие собственного излучения. При правильном согласовании волновых сопротивлений (выхода камеры, проводника и входа регистратора) потери в таких системах очень малы. Поэтому они используются также и для камер обычного качества, но разнесённых на большие расстояния.

Однако, как и у витых пар, качество коаксиальных кабелей бывает очень разным. И довольно часто люди винят в плохом изображении камеру или регистратор, тогда как собака зарыта в их соединении. Но привычным к низкочастотной технике трудно в это поверить: казалось бы – или есть соединение, или его нет. Как оно может быть лучше или хуже?.. Неспроста монтёры кабельного телевидения при вызове к старым абонентам  приходят сразу с куском оконцованного кабеля, кидают его временно и демонстрируют, насколько повысилось качество изображения. Иначе сложно убедить человека в необходимости замены не поврежденного на вид участка, спрятанного под плинтус и заставленного мебелью.

Свойства внутреннего диэлектрика (от которого зависит волновое сопротивление) изменяются со временем. Даже при комнатной температуре, без повреждения наружной оболочки и каких-либо механических воздействий. Происходит рассогласование линии. Также могут окисляться некачественные пайки, дешевые соединители. То есть проводка, обеспечивавшая изначально прекрасную связь, и к которой никто не прикасался, со временем способна портиться. Да и новые кабели сомнительных производителей могут иметь существенные отклонения параметров.

Вторым важнейшим фактором, определяющим качество коаксиального кабеля, является конструкция и материал внешнего проводника. Алюминиевая фольга имеет относительно большое сопротивление и очень ненадёжна механически, с ней трудно обеспечить хороший контакт в соединителях. Она может использоваться только как дополнительный экран к медной оплётке и ни в коем случае не как основная жила.

Плотность оплётки в принципе значения не имеет: на частотах даже самых крутых камер сетка с ячейками в несколько миллиметров имеет абсолютно те же свойства, что и монолитный проводник. Однако при обрыве (или не пропае) любой жилки оплётки она превращается в антенну. И вот тут уже есть разница – переметнулась ли на "тёмную сторону" одна из сотни жил или одна из пятнадцати (и такое количество встречается в дешевых кабелях).

Внутренний проводник, как уже отмечалось, работает только поверхностью. Поэтому, во-первых, при стационарной (не изгибаемой многократно) проводке он может быть из омеднённого алюминия (вопрос только в обеспечении надёжного контакта в соединителе). А во-вторых, моножила по волновым свойствам даже лучше, чем мягкая из нескольких тонких проволок. Так что последние следует применять только в случаях, когда камеры действительно часто перемещаются.

В связи с конструкционными особенностями сечение коаксиальных кабелей обычно превышает то, что требуется для проводимого тока, с огромным запасом.Поэтому их омическое сопротивление  можно вообще не учитывать, а кроме того, по ним же можно подводить и напряжение питания – без дополнительных проводов. Такая возможность, разумеется, должна быть прописана в паспорте камеры и регистратора. Далеко не все модели это позволяют.

Наконец, если монтаж проводки выполняется в общественных помещениях, подлежащих приёмке Государственного Пожарного Надзора, следует обращать внимание на сертификацию применяемых кабелей в отношении огнестойкости (FR), объёмов дымовыделения (LS) и отсутствия в продуктах горения галогенов (HF).

Наш отзыв о применении кабелей: приобретая видеокамеры по 200-800 долларов, не стоит экономить какую-то десятку на кабелях, которые, конечно, без соответствующей аппаратуры чудесным образом не повысят качество картинки, но испортить очень даже могут.

Кабель Hyperline COAX-RG6-LSZH-100