Koaxialkablars impedans, vilken frekvens?
Koaxialkablars impedans, vilken frekvens?
Vid vilken frekvens anges detta egentligen, hittar ingen information nånstans.
Re: Koaxialkablars impedans, vilken frekvens?
Vid alla frekvenser.
Du gör misstaget att tro att en koaxialkabel är som en kondensator eller en spole, men det är den inte så impedansen är densamma oavsett frekvens och oavsett kabelns längd.
Du gör misstaget att tro att en koaxialkabel är som en kondensator eller en spole, men det är den inte så impedansen är densamma oavsett frekvens och oavsett kabelns längd.
Re: Koaxialkablars impedans, vilken frekvens?
Vad jag kan mäta är den nära oändlig respektive nära noll för DC?
Re: Koaxialkablars impedans, vilken frekvens?
Där tänker du nog resistans när du mäter så.
Inner och ytterledaren är isolerade från varandra och båda har bra ledningsförmåga. En koaxialkabel fungerar som en vanlig tvåledare för likström.
Inner och ytterledaren är isolerade från varandra och båda har bra ledningsförmåga. En koaxialkabel fungerar som en vanlig tvåledare för likström.
Re: Koaxialkablars impedans, vilken frekvens?
Om du har en oändligt lång koaxialkabel så mäter du 50 ohm med en DC multimeter.
Annars mäter du 50 ohm i den tid det ta för signalen att förflytta sig till andra ändan.
Annars mäter du 50 ohm i den tid det ta för signalen att förflytta sig till andra ändan.
Re: Koaxialkablars impedans, vilken frekvens?
Det där med en lednings impedans är inte lätt att förstå:)
Ska jag vara ärlig har jag inte hundra koll på det själv längre (när man pluggade transmissionsteori för 20 år sen hade man bättre koll).
Det enklaste sättet att mäta är väl att stoppa in en signal i ena änden och sen ha en variabel last i andra änden (helst rent resistiv). När spänningen som du får ut är halva inspänningen så har du ställt in lasten på samma impedans som kabeln har (då har du en spänningsdelare som är 50/50).
Men impedans implicerar ju växelspänning, den resistiva delen av impedansen är liten.
Ska jag vara ärlig har jag inte hundra koll på det själv längre (när man pluggade transmissionsteori för 20 år sen hade man bättre koll).
Det enklaste sättet att mäta är väl att stoppa in en signal i ena änden och sen ha en variabel last i andra änden (helst rent resistiv). När spänningen som du får ut är halva inspänningen så har du ställt in lasten på samma impedans som kabeln har (då har du en spänningsdelare som är 50/50).
Men impedans implicerar ju växelspänning, den resistiva delen av impedansen är liten.
-
ElectricNooB
- Inlägg: 600
- Blev medlem: 26 juli 2011, 20:58:06
Re: Koaxialkablars impedans, vilken frekvens?
Man kan säga att det är samspelet mellan kapacitansen mellan ledarna och induktansen i ledarna.
Ett tankeexperiment man kan göra är att ta bort induktansen för att sedan skicka in en puls in i en oändligt lång koaxialkabel. Utan induktansen så skulle ledaren agera som en oändligt stor kondensator och den skulle då dra oändligt mycket ström. Men om man räknar in induktansen så kommer den att begränsa hur mycket ström som kapacitansen kan ”absorbera” och således kommer en kostant ström att flyta in i koaxialkabeln under hela pulsens längd.
Ohms lag ger att R=U/I och därför så kan man säga att en kabel har en resistans.
En elektrisk signal färdas med en hastighet av ca. 200 000 000m/s genom en ledare.
Låt säga att du då har en ledare (50 ohm) som är 200 000 000 meter lång med en spänningskälla vid ena änden och ett 1K motstånd vid andra änden. Då kommer spänningskällan att se en 50ohm's last för 1 sekund (Den tid det tar för signalen att färdas genom koaxen) för att sedan se en 1K' ohms last.
Obs: Jag blandar idogt ihop begrepp och jag tar inget ansvar för beskrivningsens "korrekthet"
Ett tankeexperiment man kan göra är att ta bort induktansen för att sedan skicka in en puls in i en oändligt lång koaxialkabel. Utan induktansen så skulle ledaren agera som en oändligt stor kondensator och den skulle då dra oändligt mycket ström. Men om man räknar in induktansen så kommer den att begränsa hur mycket ström som kapacitansen kan ”absorbera” och således kommer en kostant ström att flyta in i koaxialkabeln under hela pulsens längd.
Ohms lag ger att R=U/I och därför så kan man säga att en kabel har en resistans.
En elektrisk signal färdas med en hastighet av ca. 200 000 000m/s genom en ledare.
Låt säga att du då har en ledare (50 ohm) som är 200 000 000 meter lång med en spänningskälla vid ena änden och ett 1K motstånd vid andra änden. Då kommer spänningskällan att se en 50ohm's last för 1 sekund (Den tid det tar för signalen att färdas genom koaxen) för att sedan se en 1K' ohms last.
Obs: Jag blandar idogt ihop begrepp och jag tar inget ansvar för beskrivningsens "korrekthet"
Re: Koaxialkablars impedans, vilken frekvens?
En fråga är varför man överhuvudtaget vill veta kabelns karaktäristiska impedans.
Ett svar kan vara att det är den last som man ska terminera kabeln med för lägsta förlust med avseende på reflektioner. Detta gäller för såväl lågfrekventa enkeltrådiga signal-kablar som för vågledare model stuprör i GHz-området.
En korrekt terminerad kabel är idealt ett förlustfritt medium, allt som matas in i ena änden, kommer fram i den andra änden oförvanskat och utan förluster. Även snabba fyrkantvågor som t.ex. USB eller digital HDMI kommer fram helt oförvankat med oändligt kort stigtid och fritt från ringningar. Även för felaktigt terminerad kabel är idealt kabeln förlustfri. Även om det mesta som matas in ena änden på kabeln, kommer ut på fel ställe, har det kommit dit förlustfritt.
Karaktäristisk impedansen kan bestämmas genom att variera lasten och mäta reflektionen. Mätresultatet är dimensionslöst men är enhetligt jämförbart. Vanligen graderat som dB(return loss) eller mellan radio och antenn som VSWR.
Instrument som kan mäta graden av anpassning brukar kallas nätverksanalysator, kan den även mäta resistivt och reaktiv anpassning separat brukar det kallas för vektoriell nätverkanalysator. De finns för LF och upp till över 100 GHz.
I enklare radio-sammanhang kan man även mäta med t.ex. VSWR-mätare. Signalgenerator och oscilloscop kan man också klara sej långt på men kräver mycket jobb för att t.ex. komma till rättta med komplexa missanpassningar.
I radiosammanhang, kan man även använda handmetoden som indikator, man lägger handen på koaxialkabeln, och om det bränns har man reflektioner. Läppar som vidrör metallmikrofonen kan känna RF-signalen har kanske någon radio-amatör upplevt någon gång.
Att det är bra att undvika reflektioner ur effektivitetssynpunkt är rätt lätt att förstå, men reflektioner kan även ge många andra effekter då de studsar tillbaka som överlagrade jordströmmar i t.ex. lågnivå mikrofonsteg.
Vanligaste botmedlet brukar vara att hantera LF-signalen differentiellt, vilket hjälper till viss del. Ett annat sätt är att koppla mikrofonkabelns skärm mha svart magi, i den ledare som man inte vet riktigt i vilken impedans den termineras. Hjälper ibland eller så kan det också bli en hygglig mellanvågsmottagare.
När det handlar om radio-sändare är reflektioner från sändarsteg orsak till en massa svårfunna problem som t.ex. att mikrofonförstärkare tappar dynamik, LCD-displayer flimrar och ej rf-mässigt tålig logik börjar leka slumpgenerator. Även vad som verkar effektsvaga sändare typ Bluetooth kan orsaka denna typ av problem.
Vid DC-nivåer kan man behöva tänka till när man väljer kabelimpedans. Som riktigt nämns så gäller den karaktäristiska impedansen även för DC om kabeln är oändligt lång.
Men kabeln är sällan så lång, så då är det inget att ta hänsyn till? Jo även det var man inne på här ovan, med 1 kOhm-lasten.
En kabel som överför ren DC, finns inte. DC-nivån har alltid en början och ett slut och i mellanperioden så kan visserligen spänningsnivån vara konstant men strömmen variera. För kraftledningar måste man se upp med att inte få skadliga reflektioner vid större belastningändringar eller vid in och urkoppling. Den som brutit fel kraftbrytare vet vad som kan hända, kan bli rätt effektfullt.
I bland är missanpassningen till och med en önskad effekt, vilket utnyttjas på olika sätt, Likströms svetsning bygger på denna princip då reflektioner när kortslutningen bryts gör att bågen går tända, och inom radio bygger många olika typer av transformatorer, filter och resonatorer på att t.ex förse en kabel (eller et PCB-mönster) med förgreningar som i änden är medvetet impedansmässigt missanpassad mha kortslutning, helt oterminerad eller något mellanting.
Ett svar kan vara att det är den last som man ska terminera kabeln med för lägsta förlust med avseende på reflektioner. Detta gäller för såväl lågfrekventa enkeltrådiga signal-kablar som för vågledare model stuprör i GHz-området.
En korrekt terminerad kabel är idealt ett förlustfritt medium, allt som matas in i ena änden, kommer fram i den andra änden oförvanskat och utan förluster. Även snabba fyrkantvågor som t.ex. USB eller digital HDMI kommer fram helt oförvankat med oändligt kort stigtid och fritt från ringningar. Även för felaktigt terminerad kabel är idealt kabeln förlustfri. Även om det mesta som matas in ena änden på kabeln, kommer ut på fel ställe, har det kommit dit förlustfritt.
Karaktäristisk impedansen kan bestämmas genom att variera lasten och mäta reflektionen. Mätresultatet är dimensionslöst men är enhetligt jämförbart. Vanligen graderat som dB(return loss) eller mellan radio och antenn som VSWR.
Instrument som kan mäta graden av anpassning brukar kallas nätverksanalysator, kan den även mäta resistivt och reaktiv anpassning separat brukar det kallas för vektoriell nätverkanalysator. De finns för LF och upp till över 100 GHz.
I enklare radio-sammanhang kan man även mäta med t.ex. VSWR-mätare. Signalgenerator och oscilloscop kan man också klara sej långt på men kräver mycket jobb för att t.ex. komma till rättta med komplexa missanpassningar.
I radiosammanhang, kan man även använda handmetoden som indikator, man lägger handen på koaxialkabeln, och om det bränns har man reflektioner. Läppar som vidrör metallmikrofonen kan känna RF-signalen har kanske någon radio-amatör upplevt någon gång.
Att det är bra att undvika reflektioner ur effektivitetssynpunkt är rätt lätt att förstå, men reflektioner kan även ge många andra effekter då de studsar tillbaka som överlagrade jordströmmar i t.ex. lågnivå mikrofonsteg.
Vanligaste botmedlet brukar vara att hantera LF-signalen differentiellt, vilket hjälper till viss del. Ett annat sätt är att koppla mikrofonkabelns skärm mha svart magi, i den ledare som man inte vet riktigt i vilken impedans den termineras. Hjälper ibland eller så kan det också bli en hygglig mellanvågsmottagare.
När det handlar om radio-sändare är reflektioner från sändarsteg orsak till en massa svårfunna problem som t.ex. att mikrofonförstärkare tappar dynamik, LCD-displayer flimrar och ej rf-mässigt tålig logik börjar leka slumpgenerator. Även vad som verkar effektsvaga sändare typ Bluetooth kan orsaka denna typ av problem.
Vid DC-nivåer kan man behöva tänka till när man väljer kabelimpedans. Som riktigt nämns så gäller den karaktäristiska impedansen även för DC om kabeln är oändligt lång.
Men kabeln är sällan så lång, så då är det inget att ta hänsyn till? Jo även det var man inne på här ovan, med 1 kOhm-lasten.
En kabel som överför ren DC, finns inte. DC-nivån har alltid en början och ett slut och i mellanperioden så kan visserligen spänningsnivån vara konstant men strömmen variera. För kraftledningar måste man se upp med att inte få skadliga reflektioner vid större belastningändringar eller vid in och urkoppling. Den som brutit fel kraftbrytare vet vad som kan hända, kan bli rätt effektfullt.
I bland är missanpassningen till och med en önskad effekt, vilket utnyttjas på olika sätt, Likströms svetsning bygger på denna princip då reflektioner när kortslutningen bryts gör att bågen går tända, och inom radio bygger många olika typer av transformatorer, filter och resonatorer på att t.ex förse en kabel (eller et PCB-mönster) med förgreningar som i änden är medvetet impedansmässigt missanpassad mha kortslutning, helt oterminerad eller något mellanting.
Re: Koaxialkablars impedans, vilken frekvens?
Om man orka fördjupa sig en smula i telegrafekvationerna... http://elektronikforumet.com/forum/view ... al#p524095 även om det inte står där att formlerna är just telegrafekvationerna. Obs en miniräknare eller matteprogram typ octave som kan hantera komplexa tal och räkna ut komplexa kvadratrötter och räkna komplex Y^X är väldigt bra att ha då kabelns sekundära parametrar Z och γ är alltid komplexa, 'j' står för imaginära konstanten 'i' som definieras i^2 = -1, som inom elektronik alltid betecknas 'j' för att inte förväxlas med 'i' som står för momentan ström.
(dock har jag för mig att jag skrivit betydligt mer detaljerad uträkning med telegrafekvationerna, men får inte fatt på detta mha forumets sökmotor - eller så är det så gammalt att det var på news-tiden och fallit i digital glömska och bara finns hos någon google news-arkiv)
Med andra ord har dom flesta vanliga parkablar och koaxialkablar komplex impedans för frekvenser under 200 kHz och nedåt och helt reell (dvs. impedansen som står i databladet) blir dom inte förrän uppemot 1-2 MHz och högre. Vad det är för mer exakt övergångsfrekvens får man mäta och räkna på varje specifik kabel då det beror på geometri och vad det är för dielektrisk konstant i materialet mellan ledarna.
(dock har jag för mig att jag skrivit betydligt mer detaljerad uträkning med telegrafekvationerna, men får inte fatt på detta mha forumets sökmotor - eller så är det så gammalt att det var på news-tiden och fallit i digital glömska och bara finns hos någon google news-arkiv)
Med andra ord har dom flesta vanliga parkablar och koaxialkablar komplex impedans för frekvenser under 200 kHz och nedåt och helt reell (dvs. impedansen som står i databladet) blir dom inte förrän uppemot 1-2 MHz och högre. Vad det är för mer exakt övergångsfrekvens får man mäta och räkna på varje specifik kabel då det beror på geometri och vad det är för dielektrisk konstant i materialet mellan ledarna.
Re: Koaxialkablars impedans, vilken frekvens?
För att göra det enkelt för mej så höll jag mej till ideal kabel, med impedansen Z=Sqrt(L/C).
Det är helt korrekt att en mer verklig kabel har avvikelser främst pga av dielektrikat inte gör sitt jobb på låga frekvenser. Utan dessa avvikelser hade aldrig telegrafekvationerna behövts.
Å andra sidan ska man väl sätta i perspektiv att för hemmabruk handlar det oftast om mycket korta kablar där matchning/pupinisering kanske inte är så viktigt i en måttligt avancerad hemstereo.
Höga effekter, långa avstånd eller att det handlar om akustiska mätinstrument som måste vara så felfria som möjligt är väl där det främst är motiverat att få till även lågfrekventa kablars impedans.
Där det ursprungligen behövdes, var just till telegraf-ledningar för att minska överföringsförlusterna men blanktråd på telestolpar börjar bli rätt ovanligt. Transmissionstekniker med stolpskor är sällsynta numera.
Det är helt korrekt att en mer verklig kabel har avvikelser främst pga av dielektrikat inte gör sitt jobb på låga frekvenser. Utan dessa avvikelser hade aldrig telegrafekvationerna behövts.
Å andra sidan ska man väl sätta i perspektiv att för hemmabruk handlar det oftast om mycket korta kablar där matchning/pupinisering kanske inte är så viktigt i en måttligt avancerad hemstereo.
Höga effekter, långa avstånd eller att det handlar om akustiska mätinstrument som måste vara så felfria som möjligt är väl där det främst är motiverat att få till även lågfrekventa kablars impedans.
Där det ursprungligen behövdes, var just till telegraf-ledningar för att minska överföringsförlusterna men blanktråd på telestolpar börjar bli rätt ovanligt. Transmissionstekniker med stolpskor är sällsynta numera.
Re: Koaxialkablars impedans, vilken frekvens?
Hur mycket försämras "signalen" (0-20 kHz) i en högtalarkabel av att överföras via en missanpassad 5 meter lång kabel?
Den har väl rätt ofta ett bandkabel liknande utseende.
Den har väl rätt ofta ett bandkabel liknande utseende.
Re: Koaxialkablars impedans, vilken frekvens?
Säj typiskt att kabeln har kapacitiv last 50pF/m, antingen mellan kablarna eller mellan kabel och omgivning, vilket för 5 meter ger samma effekt som att det sutte en kondensator på 250pF tvärs över högtalaren, dvs försumbart i ett lågimpedivt system. Om kabeln däremot slutar i ett högimpedivt ingångssteg kan det börja bli motiverat att räkna på det hela.
-
rikkitikkitavi
- Inlägg: 15896
- Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
- Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)
Re: Koaxialkablars impedans, vilken frekvens?
Mm, det kan vara så att förstärkaren inte gillar lasten och då åtgärdar man det med en LTS-kabel avkoppling.
http://www.lts.a.se/lts/hogtalarkabel
EKK+ett zobelnät mao. Garanterat transparent ljud.
http://www.lts.a.se/lts/hogtalarkabel
EKK+ett zobelnät mao. Garanterat transparent ljud.
Re: Koaxialkablars impedans, vilken frekvens?
Ska ljudslutsteget ha bandbredd upp i MHz-området så kan förtås även små reaktanser bli av betydelse.
Frågan är om det inte borde krävas licens som radioamatör för att få köra ljudanläggningar där man oavsiktlig kan bli relästation åt Radio Moskva.
Frågan är om det inte borde krävas licens som radioamatör för att få köra ljudanläggningar där man oavsiktlig kan bli relästation åt Radio Moskva.
