これはおそらく本当に単純な質問ですが、どこにも明確な答えが見つからないようです。50Ωのケーブルは単位長さあたり50Ωを意味すると思います。 。
これはどの単位長ですか？これが定義されている方法ではない場合、どのようになっていますか？
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- マイクロ波コースの講義で正しく覚えていれば、インピーダンスでした。無限の長さのケーブルの;そのコア電荷キャリアが完全導体であると仮定します。インピーダンスの値は、2つの導体（コアとシールド）間の静電容量、および単位長さあたりのインダクタンスから得られます。ケーブルは集中定数ではないため、このインピーダンス値は、非常に複雑な多次元波動方程式を解くことによって計算されます。
回答
ある程度の正確な回答がありますが、おそらく理解が難しいと思います。より直感的な感触を提供するように努めます。
長いケーブルの端に最初に電圧を印加したときに何が起こるかを考えてみます。ケーブルには静電容量があるため、電流が流れます。それだけで、大きな電流スパイクが発生し、その後は何も発生しません。
ただし、直列インダクタンスもあります。少しの直列インダクタンスとそれに続く小さな静電容量で近似できます。これらのインダクタとコンデンサのそれぞれは、ケーブルの少しの長さをモデル化します。その長さを短くすると、インダクタンスと静電容量が減少し、同じ長さのケーブルが多くなります。ただし、インダクタンスと静電容量の比率は同じままです。
ここで、最初の印加電圧がケーブルを伝搬することを想像してください。各ステップで、わずかな静電容量が充電されます。ただし、この充電は充電されます。インダクタンスによって速度が低下します。最終的な結果は、thの終わりに印加した電圧です。 eケーブルは光速よりもゆっくりと伝播し、定電流を必要とする方法でケーブルの長さに沿って静電容量を充電します。 2倍の電圧を印加した場合、コンデンサはその2倍の電圧に充電されるため、2倍の充電が必要になり、供給に2倍の電流が必要になります。あなたが持っているのは、あなたが加えた電圧に比例してケーブルが引く電流です。ジー、それは抵抗器が行うことです。
したがって、信号がケーブルを伝搬している間、ケーブルはソースに対して抵抗性に見えます。この抵抗は、の並列容量と直列インダクタンスの関数にすぎません。ケーブルであり、もう一方の端に接続されているものとは関係ありません。これはケーブルの特性インピーダンスです。
ベンチにケーブルのコイルがある場合これは、導体のDC抵抗を無視できるほど短いので、信号がケーブルの端に伝播して戻ってくるまで、これはすべて説明どおりに機能します。それまでは、それを駆動しているものには無限のケーブルのように見えます。実際、それは特性インピーダンスでは抵抗のように見えます。たとえば、ケーブルが十分に短く、端を短絡すると、最終的に信号源は短絡を認識しますが、少なくとも信号がケーブルの端まで伝播して戻ると、特性インピーダンスのように見えます。
Now imagつまり、ケーブルのもう一方の端に特性インピーダンスの抵抗を配置します。これで、ケーブルの入力端は永久に抵抗のように見えます。これはケーブルの終端と呼ばれ、インピーダンスを時間の経過とともに一定にし、信号がケーブルの端に到達したときに反射するのを防ぐという優れた特性を備えています。結局のところ、ケーブルの端まで、別の長さのケーブルは特性インピーダンスの抵抗と同じように見えます。
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- これは初めて誰か'がケーブルインピーダンスをうまく説明してくれたので、ありがとう
回答
50オームのケーブルについて話すときは、特性インピーダンスについて話しますが、これは一括インピーダンスとはまったく同じではありません。
ある場合ケーブルを伝搬する信号には、その信号に関連する電圧波形と電流波形があります。ケーブルの容量特性と誘導特性のバランスにより、これらの波形の比率は固定されます。
ケーブルの特性インピーダンスが50オームの場合、電力が一方向にのみ伝搬していることを意味します。次に、ラインに沿った任意のポイントで、電圧波形と電流波形の比率は50オームです。この比率はケーブル形状の特性であり、ケーブルの長さが変化しても増減するものではありません。
電圧と電流がそのケーブルに適切な比率になっていない信号を適用しようとすると、必然的に信号が両方向に伝搬します。これは基本的に、終端時に発生することです。負荷がケーブルの特性インピーダンスと一致していません。負荷は、逆伝搬信号を作成して物事を合計しない限り、電圧と電流の同じ比率をサポートすることはできず、反射があります。
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- ケーブルが以前の負荷のようでインピーダンスZがケーブルと等しい'と言えないのはなぜですか'の特性インピーダンス？
- @Felipe_Ribas、ケーブルの一方の端を調べている場合、およびもう一方の端が一致する負荷で終端されている場合、ケーブルは（入力端からわかる限り）インピーダンスZの固定負荷のように動作します。ただし、'他の終端で何が起こるかはわかりません。また、'なぜそのように動作するのか説明しません。
- 信号の周波数もパラメータですか、それとも特性インピーダンスはどの周波数信号にも適していますか？
- @cagrigurleyukうまく設計されたケーブルは、サムに非常に近くなります広い周波数範囲にわたる特性インピーダンス。通常、周波数が高くなりすぎると、ケーブル損失が許容できないほど増加するか（表皮効果を参照）、ケーブルがマルチモード伝送ラインになり、単一の\ $ Z_0 \ $パラメータで記述できなくなります。
- @Felipe_Ribas、それはできません。 1つには、負荷が一致しない場合、全体的な反射はケーブルのZ0だけでなく、長さにも依存します。
回答
理論的には、例のケーブルが無限に長い場合、2つのリード間の50Ωインピーダンスを測定します。
ケーブルが無限より短いが、信号の波長の約10％より長い場合 * \ $ \ lambda = \ dfrac {c} {f} \ $ （ここで\ $ c \ approx 3 \ cdot 10 ^ 8 \ text {[m / s]} \ $）、次に伝送ラインの領域に入ります。 。したがって、1MHzの周波数の場合、波長は約300m、10分の1は30mになります。したがって、1MHzで30mより短いケーブルを使用している場合は、インピーダンスについてあまり心配する必要はありません。
*） 実際、ケーブルの波長は真空よりも短いです。安全のために、実際の例では、波長に2/3を掛けるだけです。したがって、実際には、ケーブルの心配です。1MHzのしきい値は30m * 2/3 = 20mである必要があります。
他の回答はより理論的なものを書いていますテキスト、私はいくつかの高レベルの実用的な情報を提供しようとします。
実際には、これは、ケーブルの両端を、適度にクリーンな信号を送信できる特性インピーダンスに等しい抵抗で終端することを意味します。 。ケーブルを適切に終端しないと、反射が発生します。
この回路をシミュレートする – CircuitLab <を使用して作成された回路図/ p>
反射により、受信側で信号が歪む（または減衰する）場合があります。
名前が示すように、反射はケーブルの遠端から送信機に戻ります。多くの場合、RF送信機です。大きな反射信号に対応できず、パワーステージが爆破する恐れがあります。アンテナが接続されていない場合は、送信機に電力を供給しないことを強くお勧めします。
回答
ケーブルの特性インピーダンスは何もありませんその物理的な長さと関係があります。視覚化するのは非常に複雑ですが、一方の端に100オームの負荷があり、もう一方の端に10ボルトのバッテリーがある長いケーブルを検討し、10ボルトのバッテリーの場合にケーブルに流れる電流の量を自問してみてください。接続されています。
最終的に100mAが流れますが、電流がケーブルを流れていてまだ負荷に達していない短い時間の間に、10ボルトのバッテリーからどのくらいの電流が低下しますか？ケーブルの特性インピーダンスが50オームの場合、200mAが流れ、これは2ワット（10 V x 200 mA）の電力を表します。ただし、10Vで100 mAが必要なため、この電力を100オームの抵抗ですべて「消費」することはできません。余剰電力は負荷から反射され、ケーブルをバックアップします。最終的には落ち着きますが、バッテリーを装着した後の短い時間で、それは別の話になります。
ケーブルの特性インピーダンスは、ケーブルのサイズと形状によって決まります。これにより、特性インピーダンスZ \ $ _0 \ $を定義する4つのパラメータが得られます。-
\ $ Z_0 = \ sqrt {\ dfrac {R + j \ omega L} {G + j \ omega C}} \ $
ここで、
- Rは1メートルあたり（または単位長さあたり）の直列抵抗です
- Lは1メートルあたりの直列インピーダンスです（または単位長さあたり）
- Gはメートルあたり（または単位長さあたり）の並列コンダクタンスであり、
- Cはメートルあたり（または単位長さあたり）の並列静電容量です
オーディオ/テレフォニー球では、ケーブルの特性インピーダンスは通常次のように概算されます。-
\ $ Z_0 = \ sqrt {\ dfrac {R} {j \ omega C}} \ $
シリーズRは通常\ $ j \ omega L \ $よりもはるかに大きく、Gは通常無視できるため、これは約100kHzまで妥当です。
RFでは、通常1MHz以上の場合、ケーブルの特性インピーダンスは次のようになります。-
\ $ Z_0 = \ sqrt {\ dfrac {L} {C}} \ $
\ $ j \ omega L \ $がRを支配し、前述のように、Gは無視できると見なされますが、周波数での誘電損失100MHzを超えるnciesは増加し始め、Gは式で使用されることがあります。
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- I '最後の段落についてよくわかりません。 100〜1000 MHzの範囲の高精度作業に適用される場合があります（私の分野ではありません）。しかし、1 GHz以上の世界では、G損失よりもR損失が支配的である傾向があります。これにより、ギガビット通信作業で非常に大きな問題となる" square-root-of-f "の損失特性が発生します。
- @ThePhoton you '私をそこに連れて行ってくれました-1GHz以上は確かに私の分野ではありませんが' 100MHz領域でのG損失。皮膚の喪失に関して（あなたが言及したF喪失の平方根のためにそれらを参照しているかもしれません）、Won ' t jwLは常にsqrt（F）よりもはるかに速く上昇します。たぶん'何か他のものですか？
- 少し検索して、これを見つけました： sigcon.com/Pubs /edn/LossyLine.htm 。特定の誘電体では、G損失がより高い周波数で支配的になる傾向があります。しかし、記事には'とは書かれていませんが、通常はより良い誘電体を得るためにより多くのお金を費やすことができますが、'何を使っても銅と表皮効果にこだわる（一部のアプリケーションでリッツ線を使用する可能性は別として）