Izraz "dielektrik" odnosi se na bilo koji materijal koji nije vodič električne struje: izolator. Suhi zrak na razini mora ima dielektrična konstanta jednak 1, svi ostali izolacijski mediji imaju dielektričnu konstantu veću od 1. Kablovi koji koriste tvrdi vinil ili pjenasti dielektrik, izolacijski materijal za odvajanje u obliku čvrstog ili spiralno obloženog teflona, kao u moderan dizajn kabeli mogu imati dielektrične konstante do vrijednosti nekoliko puta veće od dielektrične konstante suhog zraka na razini mora. Suhi dušik, inertni plin, filtriran kroz "desikant" za potpuno uklanjanje vlaga, pohranjena pod tlakom nešto većim od tlaka zraka na razini mora, naširoko se koristi u zatvorenim jednodijelnim kabelima kako bi se osigurala promjena atmosferski pritisak a relativna vlaga nije promijenila otpor kabela.
Prilikom rada sa visokih kapaciteta a u području viših frekvencija koriste se kabeli većeg promjera koji imaju manji gubici na zadane duljine... Gubitak kabela obično se mjeri u decibelima, dB, na 100 stopa u najčešćim zemaljskim mobilne komunikacije frekvencijski rasponi... Fleksibilni kabeli proizvedeni prema dugogodišnjim standardima RG-58 i RG-59 zamijenjeni su u većini, ako ne i svim komercijalnim sustavima s posrebrenim dvostrukim obloženim vodičima i teflonskim izolacijskim materijalima ili posebnim vrstama pjenastih dielektrika kako bi se smanjili gubici i značajno poboljšali kabel u smislu zaštitna školjka... Polufleksibilni kabeli s punim vodičima ili kruti kabeli s punim vodičima koriste keramičke izolacijske materijale ili spiralne teflonske potporne strukture za centriranje s brtvljenjem suhim dušikom kako bi se smanjili gubici. Ove vrste kabela nalaze se u primjenama s povećani kapaciteti i na višim frekvencijama.
Većina CATV i CCTV distribucijskih sustava je standardizirana na 72 Ω prije mnogo godina i ovaj se otpor sustava i danas koristi u ovoj industriji. Kad je posebna Zahtjevi sustava, kao kada se koriste kabeli kao linearni pretvarači, mogu se koristiti kabeli otpora 75, 93 Ω i druge posebne vrijednosti otpora. Ove vrste kabela dostupne su od nekoliko proizvođača kabela. Prilikom projektiranja kabelske mreže koriste se karakteristične duljine takvih kabela, tako da se otpori sekcija usklade s uređajima i električnim krugovima s kojima bi inače bili neusklađeni.
Realizam usklađivanja impedancije
Često se pretpostavlja da se u sustavu u kojem su svi elementi od 50 Ω može koristiti bilo koja duljina kabela od 50 Ω i rezultirat će "savršeno podudaranje". To vrijedi samo kada svi elementi sustava imaju čisto otporan Karakteristike od 50 Ω, bez induktivne ili kapacitivne reaktancije.
MOLIM VAS, ponovo pročitajte prethodno poglavlje
U praktičnim RF aplikacijama, prisutnost čak i relativno malih učinaka induktivnosti ili kapacitivnosti može smanjiti ukupnu učinkovitost kada su dva ili više instrumenata spojeni zajedno. Za usklađivanje kabela potrebno je izračunati reaktivnu komponentu kako bi se postigla najveća moguća izvedba. Za puno razumijevanje za ono što mislimo, pogledajmo prirodu pojačala prije nego što se pozabavimo pitanjem impedancije dalekovoda i antene.
Anatomija oscilatora
Najsuvremenija generiranje frekvencija vrši se elektroničkom sintezom. Fleksibilnost i jednostavnost programiranja i upravljanja današnjim višekanalnim odašiljačima i prijemnicima omogućena je zahvaljujući Moderna tehnologija sintesajzer "Solidan".
Aspekti dizajna sintisajzera su pitanje za sebe. Moderni poluprovodnički taktni oscilatori će postaviti vrlo stabilan frekvencijski kanal kako je programirano na niskim razinama snage, koristeći sofisticiranu sintezu frekvencija za točno utvrđivanje željenih frekvencija kanala. Obično se modulacija odabranih medija koristi kao dio funkcije sintisajzera. Kao rezultat uzastopnih stupnjeva, ovaj signal se pojačava do razine snage prihvatljive za pojačalo snage (PM). Ovaj W.M. može imati dva ili više stupnjeva kako bi se dobila potrebna razina snage na izlazu.
U glavnom oscilatoru se identificiraju različiti otpori koraka, prema izboru projektanta i dostupnosti aktivni sastojak mreže. Uobičajena je praksa projektirati izlaznu impedanciju oscilatora na 50Ω na određenoj razini snage, kao što je 3,5 ili 10 vata. Štoviše, različiti oblici ili vrste W.M. koriste se, najvjerojatnije, pod pretpostavkom da će ulazna impedancija pojačala biti ista za izlaz pojačala kao impedancija koju stvara "opterećenje". Važno je da se održava odgovarajuća impedancija jer je glavni oscilator zapravo odašiljač male snage. Prenijet će snagu na ulaz W.M. najučinkovitiji je samo kada se njegova izlazna impedancija uskladi s ulaznom impedancijom W.M.
Vrlo često se javljaju situacije kada glavni oscilator, koji može isporučiti potrebnu snagu U.M., pokvari i generira lažne izlazne frekvencije ili prestane raditi kada ulazni otpor U.M. značajno razlikuje od pedeset ohma, ili kada između izlaza glavnog oscilatora i ulaza W.M. korišten od neusklađen kabel. Kada je glavni oscilator normaliziran na, recimo, 5 vata izlazne snage i koristi izlaz klase "B" ili "C" zajedno s podešavanjem "izlazne razine" u nekim prethodnim fazama, efektivni otpor često može varirati za širok raspon, jer izlazna snaga glavni oscilator varira unutar dostupna prilagodba raspon snage.
Ovu činjenicu mnogi stručnjaci često primjećuju pod pogrešnom pretpostavkom da je izlazna impedancija glavnog oscilatora konstantna, bez obzira na generiranu snagu.
Tipična poluprovodnička pojačala.
Dugi niz godina, poluprovodnička pojačala su se temeljila isključivo na tehnologiji tranzistora snage, ali sada industrija sve više proizvodi i koristi Power FET uređaje za pojačanje. Možemo, međutim, očekivati da će se upotreba bipolarnih tranzistorskih pojačala snage nastaviti još nekoliko godina, budući da je većina uređaja s takvim komponentama dizajnirana za izravni rad od 12,6 (nominalnih) prijenosnih izvora napajanja (VDC), dok FET-ovi koji rade na 25 vata ili više obično zahtijevaju veće radne napone, što komplicira zahtjeve za snagom, posebno u transportnim aplikacijama.
RF moćni tranzistori, kako se pokazalo, uključuju uređaje koji generiraju snagu u rasponu od ispod 1 vata do 60 vata ili više, a FET uređaji već mogu raditi sa snagama do 250 vata na izlazu. Tradicionalno u tranzistorska pojačala snaga je korištenje jednog stupnja s dovoljnim pojačanjem snage za pogon dva ili četiri "push-pull, paralelna" uređaja na pogon hibridni razdjelnici spojeni na njihove ulaze i ponovno kombiniraju izlaze pomoću hibridnih uređaja.
Karakteristična impedancija 75 +/- 3,0 ohma
Otpor spojke 200 mΩ / m
Radna temperatura -40 +50 oS
Minimalna temperatura ugradnje -5 oS
Težina 72 kg/km
Minimalni vijek trajanja 12 godina
Koeficijent prigušenja po 1 m za frekvencije od 10 MHz - 0,02 dB
100 MHz - 0,075 dB
1 GHz - 0,40 dB
10 GHz - 2,0 dB
Za usporedbu Tablica slabljenja za koaksijalni kabel RG-213 C / U
PAŽNJA dB / 100 m
10 MHz 1,90
50 MHz 4,00
100 MHz 6,00
150 MHz 7,50
Kao što vidite, RG-213 C/U je nešto bolji od pk-75-4-15 i zašto onda plaćati više ako ne vidite razliku? Kupio sam pk-75-4-15 po cijeni od 15 rubalja po metru i 213.110 rubalja ...
Ok, idemo dalje... Kako bismo naš kabel od 75 ohma pretvorili u 50 ohm, potrebno je odabrati njegovu duljinu.Sam naziv sugerira da će biti poluvalni, ali zbog činjenice da sloj kabela ima dielektrik konstanta različita od 1,0 (1,0 kod wowukume, imamo polietilen), tada se poluvalna duljina mora pomnožiti s faktorom skraćivanja, danim u priručniku. Na primjer, frekvencija je 27.200, tada je duljina ovog transformatora 300 / 27,2 = 11,02 valne duljine i 11,02 * 0,5 = 5,51 m. Faktor skraćivanja za kabele s ravnom (ne pjenastom) izolacijom je jednak 0,66 i stoga će naš transformator biti jednak 5,51 * 0,66 = 3,63 metra. Ali slažete se, kao pravilo. , od primopredajnika do antene veća udaljenost, čini se loša sreća, ali transformator se može povećati za n cijeli broj puta. više broja n, to je uža frekvencijska domena na kojoj se provodi transformacija otpora. S duljinom kabela od 40-50 metara, ne možete se truditi. Ako postoji ksv metar, onda je bolje odabrati duljinu kabela na opterećenje od 50 ohma. Potreban broj n mjeri se s marginom od 1,5 metara. 2,0, neinduktivni otpor od 50 ohma i snaga od najmanje 2 vata obješen je na jedan kraj (možete paralelizirati 3 mlt-2s od 150 ohma svaki), na drugom kraju kabela utaknite utikač i spojite na SW mjerač i na radio stanicu.prijenos i provjerite SWR usred željenog područja rada, recimo 27.300. Tražimo frekvenciju sa SWR jednakim 1,0, jer. imamo kabel s marginom, tada će minimalni SWR biti u području niže frekvencije, na primjer 26 300. U redu, sada moramo odrezati kabel za 4-6 cm, bolje je to učiniti s kraja Ponovno pritisnite PTT i vidite da je minimalni SWR porastao na višu frekvenciju područja i smanjio se za 27 300 kws, postupno dovodimo minimalni kws na 27 100. To je potrebno kako bi kada je kabel priključen na antenu, imamo marginu samo u slučaju požara.
To je sve i bit će mi drago čuti vaše prijedloge i komentare!
Prije nego što počnete čitati članak, pokušajte razmisliti o pitanju: hoće li struja teći ako na bateriju spojite vrlo dugu žicu (više od 300 tisuća kilometara, supravodič), ako suprotni krajevi žice nisu nigdje spojeni? Koliko ampera?
Nakon čitanja ovog članka, shvatit ćete što je značenje valnog otpora. Iz predavanja o teoriji valova naučio sam samo da je valni otpor otpor valovima. Čini se da je većina učenika razumjela potpuno istu stvar. Odnosno ništa.
Ovaj članak je vrlo labav prijevod ove knjige: Lekcije o električnim krugovima
Vezani članci: Na Habréu: Kontakt postoji, signala nema
Thrash na Wikipediji: Duga linija
50 ohmski kabel?
Na početku svoje strasti za elektronikom, često sam slušao o karakterističnoj impedanciji koaksijalnog kabela od 50Ω. Koaksijalni kabel se sastoji od dvije žice. Središnja žica, izolator, pletenica, izolator. Pletenica u potpunosti pokriva središnji vodič. Takva žica se koristi za prijenos slabi signali a pletenica štiti signal od smetnji.Ostao sam zatečen ovim natpisom - 50 Ω. Kako dva izolirana vodiča mogu imati otpor 50 Ω jedan prema drugom? Izmjerio sam otpor između žica i vidio otvorenost, kao što se očekivalo. Otpor kabela s jedne na drugu stranu je nula. Bez obzira na to kako sam spojio ohmmetar, još uvijek nisam mogao dobiti otpor od 50 Ohma.
Ono što tada nisam razumio je kako kabel reagira na impulse. Naravno, ohmmetar radi s konstantnom strujom, i pokazuje da vodiči nisu međusobno povezani. Međutim, kabel, zbog utjecaja kapacitivnosti i induktivnosti raspoređenih po cijeloj dužini, djeluje kao otpornik. I baš kao i kod konvencionalnog otpornika, struja je proporcionalna naponu. Ono što vidimo kao par dirigenta - važan element sklopovi u prisutnosti visokofrekventnih signala.
U ovom članku ćete naučiti što je komunikacijska linija. Mnogi od učinaka komunikacijskih linija ne pojavljuju se pri radu s istosmjernom ili mrežnom frekvencijom od 50 Hz. Međutim, u visokofrekventnim krugovima ovi učinci su značajni. Praktična upotreba dalekovodi - u radiokomunikaciji, u računalne mreže, te u niskofrekventnim krugovima za zaštitu od prenapona ili udara groma.
Žice i brzina svjetlosti
Razmotrite sljedeći dijagram. Krug je zatvoren - lampica se pali. Otvoreni krug - lampica se gasi. Zapravo, lampa se ne pali odmah. Trebala bi se barem zagrijati. Ali ovo nije ono na što se želim usredotočiti. Iako se elektroni kreću vrlo sporo, oni međusobno djeluju mnogo brže – brzinom svjetlosti.
Što se događa ako je duljina žica 300 tisuća km? Budući da se električna energija prenosi konačnom brzinom, vrlo dugačke žice će dovesti do kašnjenja. 
Zanemarujući vrijeme zagrijavanja žarulje i otpor žica, žarulja će zasvijetliti otprilike 1 sekundu nakon uključivanja prekidača. Unatoč činjenici da će izgradnja supravodljivih dalekovoda ove duljine stvoriti ogromne praktični problemi, to je teoretski moguće, pa je naš misaoni eksperiment stvaran. Kada je prekidač isključen, lampa će nastaviti primati napajanje još 1 sekundu.
Jedan od načina da zamislimo kretanje elektrona u vodiču je u vagonima vlaka. Sami automobili kreću se polako, tek se počinju kretati, a val spojke prenosi se mnogo brže. 
Druga analogija, možda prikladnija, su valovi u vodi. Predmet se počinje kretati vodoravno duž površine. Nastat će val zbog međudjelovanja molekula vode. Val će putovati mnogo brže od molekula vode. 
Elektroni međusobno djeluju brzinom svjetlosti, ali se kreću mnogo sporije, poput molekule vode na gornjoj slici. Kod vrlo dugog kruga postaje vidljivo kašnjenje između pritiskanja prekidača i uključivanja svjetiljke.
Otpor valovima
Pretpostavimo da imamo dvije paralelne žice beskonačne duljine, bez žarulje na kraju. Hoće li struja teći kada je prekidač zatvoren?
Unatoč činjenici da je naša žica supravodič, ne možemo zanemariti kapacitet između žica:
Spojite napajanje na žicu. Struja punjenja kondenzatora određena je formulom: I = C (de / dt). Sukladno tome, trenutni porast napona trebao bi generirati beskonačnu struju.
Međutim, struja ne može biti beskonačna, budući da postoji induktivnost duž žica koja ograničava rast struje. Pad napona induktiviteta slijedi formulu: E = L (dI / dt). Ovaj pad napona ograničava maksimalnu struju.
Budući da elektroni međusobno djeluju brzinom svjetlosti, val će putovati istom brzinom. Dakle, povećanje struje u induktorima i proces punjenja kondenzatora izgledat će ovako:
Kao rezultat ovih interakcija, struja kroz bateriju bit će ograničena. Budući da su žice beskonačne, distribuirani kapacitet se nikada neće napuniti, a induktivnost neće dopustiti da struja beskonačno raste. Drugim riječima, žice će se ponašati kao konstantno opterećenje.
Daljnji vod se ponaša kao konstantno opterećenje baš kao otpornik. Za izvor napajanja, nema razlike gdje struja teče: u otpornik ili u dalekovod. Impedancija (otpor) ovog voda naziva se karakteristična impedancija, a određena je samo geometrijom vodiča. Za paralelne zrakom izolirane žice, karakteristična impedancija izračunava se na sljedeći način: 
Za koaksijalnu žicu, formula za izračun karakteristične impedancije izgleda nešto drugačije: 
Ako izolacijski materijal nije vakuum, brzina širenja bit će manja od brzine svjetlosti. Stav stvarna brzina na brzinu svjetlosti naziva se faktor skraćivanja.
Faktor skraćivanja ovisi samo o svojstvima izolatora i izračunava se pomoću sljedeće formule:
Karakteristična impedancija je također poznata kao karakteristična impedancija.
Formula pokazuje da se karakteristična impedancija povećava s povećanjem udaljenosti između vodiča. Ako su vodiči međusobno odvojeni, njihov kapacitet postaje manji, a distribuirani induktivitet raste (učinak neutralizacije dvije suprotne struje je manji). Manji kapacitet, veća induktivnost => manja struja => veći otpor. Suprotno tome, približavanje žica zajedno dovodi do većeg kapaciteta, manje induktivnosti => više struje => manje karakteristične impedancije.
Isključujući efekte propuštanja struje kroz dielektrik, karakteristična impedancija slijedi sljedeću formulu:
Konačni dalekovodi
Linije beskonačne duljine su zanimljiva apstrakcija, ali su nemoguće. Sve linije su konačne duljine. Da je taj komad 50 Ohm RG-58/U kabela, koji sam izmjerio ohmmetrom prije nekoliko godina, bio beskonačne duljine, zabilježio bih otpor od 50 Ohma između unutarnjeg i vanjska žica... Ali ova linija nije bila beskonačna, i mjerena je kao otvorena, s beskonačnim otporom.Međutim, karakteristična impedancija je također važna pri radu sa žicom ograničene duljine. Ako se na vod primijeni prolazni napon, struja će teći, koja jednak je omjeru napon do karakteristične impedancije. To je samo Ohmov zakon. Ali neće djelovati neograničeno, već ograničeno vrijeme.
Ako dođe do prekida na kraju linije, tada će struja biti zaustavljena. I ovaj nagli prestanak struje utjecat će na cijelu liniju. Zamislite vlak koji ide niz tračnice s labavim spojnicama. Ako udari u zid, neće stati odjednom: prvo prvi, zatim drugi auto itd. 
Signal koji se širi iz izvora naziva se upadni val. Širenje signala od opterećenja natrag do izvora naziva se reflektirani val.
Čim se gomila elektrona na kraju linije širi natrag do baterije, struja u liniji prestaje i ona se ponaša normalno. otvoreni krug... Sve se to događa vrlo brzo za linije razumne duljine, tako da ohmmetar nema vremena za mjerenje otpora. Nema vremena uhvatiti taj vremenski period kada se krug ponaša kao otpornik. Za kilometarski kabel s faktorom skraćivanja od 0,66, signal se širi samo 5,05 µs. Reflektirani val vraća se do izvora za istu količinu, odnosno ukupno 10,1 μs.
Instrumenti velike brzine mogu mjeriti ovo vrijeme između prijenosa signala i dolaska refleksije kako bi odredili duljinu kabela. Ova metoda se također može koristiti za određivanje jesu li jedna ili obje žice kabela prekinute. Takvi se uređaji nazivaju OTDR za kabelske vodove. Osnovni princip je isti kao i za ultrazvučne sonare: generiranje impulsa i mjerenje vremena do jeke.
Slična se pojava događa u slučaju kratkog spoja: kada val dođe do kraja linije, reflektira se natrag, budući da napon ne može postojati između dvije spojene žice. Kada reflektirani val dođe do izvora, izvor vidi što se dogodilo. kratki spoj... Sve se to događa tijekom vremena širenja signala tamo + vrijeme unatrag.
Jednostavan eksperiment ilustrira fenomen refleksije vala. Uzmite uže kao što je prikazano na slici i povucite ga. Val će se početi širiti sve dok se potpuno ne ugasi zbog trenja.
Izgleda kao duga linija s gubitkom. Razina signala će pasti kako se krećete duž linije. Međutim, ako je drugi kraj pričvršćen na čvrsti zid, pojavit će se reflektirani val: 
Obično je svrha dalekovoda prijenos električni signal od jedne točke do druge.
Refleksije se mogu eliminirati ako je terminator na liniji točno jednak karakterističnoj impedanciji. Na primjer, otvorena ili kratko spojena linija odrazit će cijeli signal natrag do izvora. Ali ako uključite otpornik od 50 Ohma na kraju linije, tada će svu energiju apsorbirati otpornik.
Sve ovo ima smisla ako se vratimo na našu hipotetičku beskonačnu liniju. Ponaša se kao fiksni otpornik. Ako ograničimo duljinu žice, tada će se samo neko vrijeme ponašati kao otpornik, a zatim - kao kratki spoj ili prekid strujnog kruga. Međutim, ako na kraj linije stavimo otpornik od 50 ohma, on se opet ponaša kao beskonačna linija. 
U suštini, otpornik na kraju linije jednak karakterističnoj impedanciji čini liniju beskonačnom sa izvorišne točke gledišta, jer otpornik može zauvijek rasipati energiju na isti način kao beskrajne linije može apsorbirati energiju.
Reflektirani val, koji se vraća natrag u izvor, može se ponovno reflektirati ako karakteristična impedancija izvora nije točno jednaka impedanciji. Ova vrsta refleksije je posebno opasna, pretvara se da je izvor prenio impuls.
Kratki i dugi dalekovodi
U lancima istosmjerna struja karakteristična impedancija se obično zanemaruje. Čak se i koaksijalni kabel u takvim krugovima koristi samo za zaštitu od buke. To je zbog kratkog vremena širenja u usporedbi s razdobljem signala. Kao što smo naučili u prethodnom poglavlju, dalekovod se ponaša kao otpornik sve dok se reflektirani val ne vrati natrag u izvor. Nakon tog vremena (10,1 μs za kilometarski kabel), izvor vidi impedanciju kruga.Ako krug odašilje niskofrekventni signal, izvor neko vrijeme vidi valnu impedanciju, a zatim i impedanciju linije. Znamo da veličina signala nije jednaka cijelom dužinom linije zbog širenja brzinom svjetlosti (gotovo). Ali faza niskofrekventnog signala se neznatno mijenja tijekom vremena širenja signala. Dakle, možemo pretpostaviti da su napon i faza signala u svim točkama linije jednaki.
U ovom slučaju možemo pretpostaviti da je linija kratka, jer je vrijeme propagacije puno manje od razdoblja signala. Nasuprot tome, duga linija je ona u kojoj se, tijekom vremena širenja, oblik signala uspijeva promijeniti za većinu faze, ili čak prenositi nekoliko razdoblja signala. Duge linije su one kada se faza signala promijeni za više od 90 stupnjeva tijekom vremena širenja. Do tada smo u ovoj knjizi gledali samo kratke retke.
Da bismo odredili vrstu linije (duga, kratka), moramo usporediti njezinu duljinu i frekvenciju signala. Na primjer, period signala od 60 Hz je 16,66 ms. Kada se širi brzinom svjetlosti (300 tisuća km/s), signal će putovati 5000 km. Ako je faktor skraćivanja manji od 1, tada će brzina biti manja od 300 tisuća km / s, a udaljenost je manja za isti iznos. Ali čak i ako koristite faktor skraćivanja koaksijalnog kabela (0,66), udaljenost će i dalje biti velika - 3300 km! Bez obzira na duljinu kabela, to se zove valna duljina.
Jednostavna formula izračunava valnu duljinu:
Duga linija je ona u koju stane najmanje ¼ valne duljine. I sada možete razumjeti zašto su svi redovi prije bili kratki. Za sustave napajanja 60Hz izmjenične struje, duljina kabela mora biti veća od 825 km kako bi učinci širenja signala postali značajni. Kabeli od audio pojačala do zvučnika moraju biti duži od 7,5 km kako bi značajno utjecali na audio signal od 10 kHz!
Kada se radi o RF sustavima, problem duljine dalekovoda daleko je od trivijalnog. Uzmimo u obzir radio signal od 100 MHz: njegova valna duljina je 3 metra čak i pri brzini svjetlosti. Da bi se smatrao dugim, dalekovod mora biti dulji od 75 cm. Uz faktor skraćivanja od 0,66, ova kritična duljina iznosi samo 50 cm.
Kada električni izvor spojen na opterećenje preko kratkog dalekovoda, dominira impedancija opterećenja. To jest, kada je linija kratka, karakteristična impedancija ne utječe na ponašanje kruga. To možemo vidjeti kada testiramo koaksijalni kabel ohmmetrom: vidimo prekid. Iako se linija kratko vrijeme ponaša kao otpornik od 50Ω (RG / 58U kabel), nakon tog vremena vidjet ćemo otvoreni krug. Budući da je vrijeme odziva ohmmetra mnogo duže od vremena širenja signala, vidimo prekid strujnog kruga. Ova vrlo velika brzina širenja signala ne dopušta nam detektirati kontaktni otpor od 50Ω ohmmetrom.
Ako za prijenos istosmjerne struje koristimo koaksijalni kabel, kabel će se smatrati kratkim i njegova karakteristična impedancija neće utjecati na rad kruga. primijetite da kratka linija bilo koja linija će biti imenovana gdje je promjena signala sporija nego što se signal širi duž linije. Gotovo svaka fizička duljina kabela može biti kratka u smislu impedancije i reflektiranih valova. Koristeći kabel za prijenos visokofrekventnog signala, možete procijeniti duljinu linije na različite načine.
Ako je izvor spojen na opterećenje preko dugih dalekovoda, intrinzična karakteristična impedancija dominira impedancijom opterećenja. Drugim riječima, električni dugi vod djeluje kao glavna komponenta u krugu, a njegova svojstva dominiraju nad svojstvima opterećenja. S izvorom spojenim na jedan kraj kabela prenosi struju na opterećenje, ali struja primarno ne ide na opterećenje, već na vod. To postaje sve istinitije što je naša linija duža. Uzmite u obzir naš hipotetski beskonačni kabel od 50 ohma. Bez obzira na to kakvo opterećenje spojimo na drugi kraj, izvor će vidjeti samo 50 ohma. U ovom slučaju, otpor linije je odlučujući, a otpor opterećenja neće biti važan.
Najviše učinkovita metoda kako bi se smanjio utjecaj duljine dalekovoda - opteretiti vod otpornikom. Ako je impedancija opterećenja jednaka karakterističnoj impedanciji, tada će svaki izvor vidjeti istu impedanciju, bez obzira na duljinu linije. Dakle, duljina linije će utjecati samo na kašnjenje signala. Međutim, potpuna podudarnost otpora opterećenja i karakteristične impedancije nije uvijek moguća.
V sljedeći odjeljak razmatraju se dalekovodi, posebno kada je duljina linije jednaka razlomku vala.
Nadam se da ste sami razjasnili osnovne fizikalne principe kabela.
Nažalost, sljedeće poglavlje je jako dugo. Knjiga se čita u jednom dahu, a u jednom trenutku morate stati. Za prvi post mislim da je to dovoljno. Hvala na pažnji.
47198
Postoje trajne predrasude i, moglo bi se reći, pogrešna predodžba mnogih ljudi o visokofrekventnim kabelima. Kao dizajnera antena i ujedno voditelja tvrtke za proizvodnju antena, stalno me proganja ovo pitanje. Pokušat ću jednom zauvijek stati na kraj ovom problemu i zatvoriti temu korištenja kabela od 75 Ohma umjesto 50 Ohma u svrhu prijenosa signala ne visoka snaga, visoki napon... Nastojat ću čitatelja ne zamarati složenim pojmovima s formulama, iako je za razumijevanje problema ipak potreban određeni minimum matematike.
U niskofrekventnoj radiotehnici za prijenos signala iz zadane parametre strujni napon zahtijeva vodič koji ima neka izolacijska svojstva protiv okoliš i linearni otpor, tako da na mjestu prijema niskofrekventnog signala dobijemo signal dovoljan za naknadnu obradu. Drugim riječima, svaki vodič ima otpor, a poželjno je da taj otpor bude što manji. Ovo je jednostavan uvjet za tehnike niske frekvencije. Za signale male prijenosne snage dovoljna nam je tanka žica, za signale velike snage moramo odabrati deblju žicu.
Za razliku od niskofrekventne radiotehnike, visokofrekventni inženjering mora uzeti u obzir mnoge druge parametre. Nedvojbeno nas, kao i kod LF tehnologije, zanimaju snaga i impedancija koja se prenosi preko prijenosnog medija. Što se događa niske frekvencije obično nazivamo otpor dalekovoda, na visoke frekvencije naziva gubicima. Pri niskoj frekvenciji gubici su prvenstveno određeni intrinzičnim linearnim otporom dalekovoda, dok se kod VF javlja takozvani Skin efekt. Učinak kože - dovodi do činjenice da se struja istiskuje visokofrekventnom magnetsko polje teče samo preko površine vodiča, odnosno u njegovom tankom površinskom sloju. Zbog toga se efektivni presjek vodiča, moglo bi se reći, smanjuje. Oni. pod jednakim uvjetima, za pumpanje iste snage na niskim i visokim frekvencijama potrebne su žice različitih presjeka. Debljina kožnog sloja ovisi o frekvenciji, s povećanjem frekvencije debljina kožnog sloja se smanjuje, što dovodi do većih gubitaka nego na nižim frekvencijama. Kožni efekt je prisutan kada naizmjenična struja bilo koje frekvencije. Radi jasnoće, navest ću nekoliko primjera.
Dakle, za struju s frekvencijom od 60 herca, debljina sloja kože je 8,5 mm. A za struju od 10 MHz, debljina sloja kože je samo 0,02 mm. Nije li to upečatljiva razlika? A za frekvencije od 100, 1000 ili 2000 MHz, debljina vodljivog sloja bit će još manja! Ne ulazeći u matematiku, reći ću da debljina kožnog sloja prvenstveno ovisi o vodljivosti vodiča i frekvenciji. Stoga, da bismo prenijeli maksimalnu snagu na RF, moramo uzeti kabel s najvećom površinom središnje jezgre. Istodobno, s obzirom na to da je debljina kožnog sloja mala na mikrovalnim frekvencijama, uopće nam nije potrebno koristiti čvrsti bakreni kabel. Vjerojatno nećete ni primijetiti razliku od korištenja kabela s tankim bakrenim središnjim vodičem od čelika. Osim ako će biti čvršći u savijanju. Naravno, poželjan je deblji bakreni sloj na čeličnom vodiču. Upotreba čvrstog bakrenog kabela ima, naravno, prednosti, fleksibilniji je, može se prenositi kroz njega velika moć na nižim frekvencijama. Također, istosmjerni napon napajanja pretpojačala često se prenosi preko koaksijalnog kabela, a ovdje je i bakreni kabel izvan konkurencije. Ali za prijenos male snage ne više od 10-200 mW na mikrovalnim frekvencijama s ekonomske točke gledišta, upotreba bakrenog kabela bit će opravdanija. Pretpostavit ćemo da je pitanje izbora između bakrenih i bakreni kabeli zatvoreno.
Da biste razumjeli razliku između kabela u karakterističnoj impedanciji, neću vam reći koja je karakteristična impedancija kabela. Začudo, to nije potrebno za razumijevanje razlike. Prvo, shvatimo zašto postoje kabeli s različitim valnim impedancijama. Prije svega, to je zbog povijesti formiranja radiotehnike. U zoru radiotehnike, izbor izolacijskih materijala za koaksijalni kabeli bila ozbiljno ograničena. Sada normalno percipiramo prisutnost velikog raspona plastike, pjenastih dielektrika, gume sa svojstvima vodiča ili keramike. Ništa od ovoga se nije dogodilo prije 80 godina. Postojala je guma, polietilen, parafin, bakelit, fluoroplastika (aka teflon) izumljena je 30-ih godina. Karakteristična impedancija kabela određena je omjerom promjera unutarnjeg središnjeg vodiča i vanjskog promjera kabela.
Ispod je nomogram.
Debljina središnjeg vodiča određena je njegovom sposobnošću prijenosa najviša snaga... Vanjski promjer se bira ovisno o korištenom dielektriku - punilu smještenom između dva vodiča. Koristeći nomogram, postaje jasno da raspon valnih impedancija kabela, pogodnih za industrijsku proizvodnju, leži u rasponu od 25 - 100 Ohm.
Dakle, jedan od kriterija je proizvodnost. Sljedeći kriterij je maksimalna prijenosna snaga. Ako izostavim matematiku, obavijestit ću vas o tome za prijenos maksimalna snaga uz korištenje najraširenijih dielektrika optimalna karakteristična impedancija je u rasponu od 20-30 Ohm. Istodobno, valne impedancije od 50-75 Ohm odgovaraju minimalnom slabljenju. Štoviše, kabeli s karakterističnom impedancijom od 75 ohma imaju manje slabljenja od kabela s karakterističnom impedancijom od 50 ohma. Postaje manje-više jasno da je isplativije koristiti kabel od 75 Ohma za prijenos male snage, a 50 Ohm za prijenos velike snage.
Sada smatram potrebnim razmotriti manje važno pitanje usklađivanja dalekovoda. Pokušat ću samo odgovoriti na pitanja da li je moguće spojiti kabel od 75 ohma umjesto 50 ohma.
Razumijevanje problema koordinacije zahtijeva posebna znanja iz radiotehnike. Stoga ćemo se ograničiti samo na konstataciju činjenica. A činjenice su da za prijenos signala s najmanjim gubicima unutarnji otpor izvora signala mora biti jednak karakterističnoj impedanciji kabela. Istodobno, karakteristična impedancija kabela mora biti jednaka karakterističnoj impedanciji opterećenja. Drugim riječima, izvor signala je odašiljač, opterećenje je antena. Analizirajmo nekoliko situacija u kojima ćemo, radi jednostavnosti, kabel smatrati idealnim bez gubitaka, a snaga koja se prenosi kroz kabel je mala - do 100-200 miliwata (20 dBm).
Razmotrimo situaciju kada je izlazna karakteristična impedancija odašiljača 50 Ohm, na njega spajamo kabel od 50 Ohm i antenu od 75 Ohm. U ovom slučaju gubitak iznosi 4% izlazne snage. Je li ovo puno? Odgovor je dvosmislen. Činjenica je da u HF radiotehnici rade uglavnom s logaritamskim veličinama svedenim na decibele. A ako se 4% pretvori u decibele, tada će gubitak u liniji biti samo 0,18 dB.
Ako odašiljač s izlazom od 50 Ohma spojimo na kabel od 75 Ohma, a zatim na antenu od 50 Ohm. U tom slučaju gubi se 8% snage. Ali kada se ta vrijednost svede na decibele, ispada da je gubitak samo 0,36 dB.
Pogledajmo sada tipično slabljenje kabela za frekvenciju od 2000 MHz. I usporedimo što je bolje koristiti: 20 metara kabela od 75 Ohma ili 20 metara kabela od 50 Ohma.
Prigušenje na 20 metara za poznato skupi kabel Marka Radiolab 5D-FB je 0,3 * 20 = 6 dB.
Prigušenje na 20 metara za kvalitetan kabel Cavel SAT703 je 0,29 * 20 = 5,8 dB.
Uzimajući u obzir gubitak neusklađenosti od 0,36 dB, nalazimo da je dobitak od korištenja kabela od 50 Ohma samo 0,16 dB. To otprilike odgovara dodatnih 2 metra kabela.
Sada usporedimo cijenu. 20 metara Radiolab 5D-FB kabela najboljem slučaju oko 80 * 20 = 1600 rubalja. Istodobno, 20 metara kabela Cavel SAT703 košta 25 * 20 = 500 rubalja. Razlika u cijeni je 1100 rubalja. vrlo opipljivo. Prednosti kabela od 75 Ohma također uključuju jednostavnost njihovog uklanjanja i dostupnost konektora. Stoga, ako netko opet počne biti pametan i reći vam da ne možete koristiti kabel od 75 Ohma za 3G modem, onda mirne savjesti pošaljite ga ... ili meni za naše divne antene. Hvala na pažnji.
Impedancija je nominalna impedancija na ulazu za slušalice. Izraz impedancija posuđen je od riječi impedancija, što se prevodi kao impedancija. Često se koristi kao sinonim za impedanciju slušalica. Impedancija sastoji se od otporne i reaktivne komponente, zbog čega razina otpora ovisi o frekvenciji. U većini slučajeva, grafikon prikazuje niskofrekventnu rezonanciju za dinamičke slušalice.
Slušalice trebate odabrati po impedanciji u skladu s tehnikom kojom ćete te slušalice koristiti. Za korištenje s prijenosnom opremom treba odabrati slušalice s nižom impedancijom, a za stacionarnu opremu s višom impedancijom. Pojačala za prijenosnu opremu imaju usko ograničenu razinu izlaznog napona, ali u pravilu nemaju čvrsto ograničenje na razini struje. Stoga je vjerojatnost dobivanja najveće moguće snage za prijenosnu opremu moguća samo sa slušalicama niske impedancije. U stacionarnoj opremi, u pravilu, ograničenje napona nije tako nisko i slušalice visoke impedancije mogu se koristiti za dobivanje dovoljne snage. Slušalice visoke impedancije su povoljnije opterećenje za pojačalo i pojačalo radi s njima s manje izobličenja. Slušalice niske impedancije smatraju se slušalicama konvencionalno do 100 ohma. Za prijenosnu opremu preporučuju se slušalice s impedancijom od 16 do 32 oma, s maksimalno 50 ohma. Međutim, ako slušalice imaju visoku osjetljivost, tada se može koristiti veća impedancija.
Glasnoća slušalica ovisi prvenstveno o osjetljivosti slušalica, a koliku snagu pojačalo može dati ovisi o otporu. Na primjer, slušalice A i B imaju istu osjetljivost - 110 dB / mW (osjetljivost je naznačena u odnosu na mW). Prijenosni player na svom izlazu ne razvija više od 1 V. Slušalice A imaju impedanciju od 16 ohma, a slušalice B imaju 150 ohma. Za slušalice A, player će dati 62 mW, a za slušalice B samo 7 mW. Sukladno tome, da biste dobili sličnu glasnoću na slušalicama B, potrebno je isporučiti istih 62 mW koliko je moguće na 3 V, a u našem primjeru, player može dati samo 1 V. Međutim, vrijedi uzeti u obzir da je osjetljivost može biti naznačeno ne na snagu, već na napon. Ako je za obje slušalice osjetljivost naznačena kao na primjer 100 dB/V (osjetljivost je naznačena u odnosu na V), tada će bez obzira na njihov otpor svirati jednako glasno (ako je izlazna impedancija pojačala blizu nule).
Defekti i defekti se također mogu otkriti iz Rz krivulje ako krivulja sadrži jake rezonancije u uskim frekvencijskim pojasevima.
iFi iEMatch
Dostava za 6-8 dana
4 485 .-
U smeću
U favorite
Usporedi
Shure SE215 - CL
Proizvod na zalihama u online trgovini
7 990 .-
U smeću
U favorite
Usporedi
Frekvencijski odziv i SPL u odnosu na impedanciju slušalica
Frekvencijski odziv slušalica ovisi o Rz krivulji i izlaznoj impedanciji pojačala. Što je veća izlazna impedancija pojačala, to se frekvencijski odziv slušalica više mijenja prema Rz krivulji. U primjeru, slušalice imaju osjetljivost od 110 dB / V, impedanciju od 20 ohma, vršna vrijednost na Rz grafu za 60 Hz je 60 ohma.
Kada ste spojeni na pojačala s različitim izlaznim impedancijama, možete vidjeti kako se frekvencijski odziv mijenja. Možete vidjeti da kada su slušalice spojene na pojačalo s izlaznom impedancijom od 300 ohma, frekvencijski odziv na 60 Hz mijenja se na 7 dB.
AFC-ovi su prikazani u različite razine, u skladu s time kako će se promijeniti SPL kada su slušalice niske impedancije spojene na pojačalo s danom izlaznom impedancijom. Kada su slušalice spojene na pojačalo s izlaznom impedancijom od 300 ohma, razina SPL-a bit će 25 dB niža. U ovom slučaju, izlaz pojačala je postavljen na 1 V rms razinu signala bez opterećenja (ili opterećenja iznad 1000 Ohma). Dakle, slušalice s niskom impedancijom sviraju tiše od slušalica s visokom impedancijom s istom osjetljivošću na napon, spojene na pojačalo s izlaznom impedancijom visoke impedancije uz istu kontrolu glasnoće.
Ovisnost pada amplitude u dB ovisno o omjeru vrijednosti unutarnjeg otpora pojačala i vrijednosti opterećenja Rz na pojedinoj frekvenciji može se procijeniti na donjem grafikonu.
Možete vidjeti da ako, na primjer, pojačalo ima unutarnji otpor od 50 ohma, a bez opterećenja proizvodi određenu razinu signala, onda kada spojite slušalice s otporom od 25 ohma, dobivamo omjer otpora pojačala prema opterećenje jednako 2, a pad amplitude u dB bit će oko 10 dB ... Ako slušalice imaju impedanciju od 50 Ohma, tada je omjer 1, a pad amplitude je već 6 dB, a ako slušalice imaju otpor od 100 Ohma, onda je omjer 0,5 i pad amplitude će biti 4 dB.
Međutim, zanimljivije je kako će Rz graf utjecati na konačni frekvencijski odziv bez uzimanja u obzir SPL. Pogledajmo mali primjer.
Označimo maksimalnu i minimalnu vrijednost na Rz grafikonu. Dobivamo 150 ohma na maksimumu i 40 ohma na minimumu. Unutarnji otpor pretpostavlja se da je pojačalo 60 ohma. Dobivamo dva omjera otpora, interno pojačalo prema Rz, to su 60/150 = 0,4 i 60/40 = 1,5.
Dobivamo križanja od 3 i 8 dB. Njihova razlika je 5 dB.
Sada za ovaj slučaj razlika između minimuma i maksimuma je 5 dB. Slično, možete izračunati i druge vrijednosti izlaznog otpora. Za 0 ohma dobivamo 0 dB, za 25 ohma 3 dB, za 100 ohma - 6,5 dB, a za 300 ohma - 9 dB.
