Калькулятор хвильового опору коаксіального кабелю
Хвильовий опір коаксіалу за діаметрами жили, обплетення та діелектриком.
Заповніть поля, і результат автоматично зʼявиться тут.
Порівняйте хвильовий опір, погонну ємність і затримку ідеального коаксіалу за розмірами провідників. d — зовнішній діаметр центральної жили, D — внутрішній діаметр екрана, а не оболонки. Припускаються концентричні провідники, однорідний немагнітний діелектрик і TEM-хвиля без втрат; дисперсію, загасання та вищі моди модель не обчислює.
Як працює
Формула і логіка
Z₀ ≈138·log₁₀(D/d)/√εr Ом; C′=2π·ε₀·εr/ln(D/d), VF=1/√εr, затримка=√εr/c. Коефіцієнт 138 і ε₀=8,8541878128·10⁻¹² Ф/м округлені; c=299792458 м/с. Діаметри вводяться в мм, їхнє відношення безрозмірне. Область моделі: D>d>0, εr≥1.
Приклад
Для d=0,9 мм, D=2,95 мм та εr=2,25 виходять 47,433 Ом, 105,44 пФ/м і 5,003 нс/м. Подвоєння обох діаметрів не змінить відношення та результатів. При D=d геометрія недопустима: логарифм нульовий, а це не реальний кабель із нульовим опором.
Поля й одиниці
- Зовнішній діаметр центральної жили — мм
- Внутрішній діаметр екрана — мм
- Відносна проникність εr — 1
Як користуватися
- — Виміряйте зовнішній діаметр жили та внутрішній діаметр екрана в однаковій одиниці.
- — Вводьте відносну проникність матеріалу для потрібної частоти, а не абсолютну ε у Ф/м.
- — За εr=2,25 коефіцієнт укорочення дорівнює 2/3 і стосується швидкості хвилі.
- — Зіставте результат із паспортом: геометрія не визначає марку, допустиму потужність чи частотну смугу.
Методика та обмеження
- Методика розрахунку
- Формула і логіка
- Джерело даних або норми
- Steer: коаксіальний TEM і загальна RLGC-модель
- Обмеження
- Ідеальна модель однорідної TEM-лінії; не паспорт кабелю, розрахунок загасання чи допустимої потужності.
FAQ
Чому хвильовий опір не залежить від довжини?
У однорідній лінії характеристичне Z₀ не змінюється з довжиною вибраного відрізка. Проте вхідний імпеданс навантаженого відрізка залежить від довжини й частоти. Загальна формула Z₀=√((R′+jωL′)/(G′+jωC′)) враховує втрати й можливу частотну залежність.
Чим 50 Ом відрізняються від 75?
Оптимуми близько 30 Ом за потужністю і 77 Ом за загасанням стосуються певної моделі повітряного коаксіалу. Для іншого діелектрика вони змінюються: за εr=2,25 відношення D/d=8,8 дає близько 86,9 Ом, не 75 Ом.
Що таке коефіцієнт укорочення?
Відношення швидкості сигналу в кабелі до швидкості світла. Для поліетилену це близько 0,66 — і саме тому чвертьхвильовий відрізок кабелю коротший за чверть хвилі в повітрі.
Що буде за неузгодження?
Неузгодження спричиняє відбиття. Для простого навантаження Γ=(ZL−Z₀)/(ZL+Z₀), але нагрів і допустима відбита потужність залежать від джерела та навантаження; тут їх не розраховано.