Что особенного в пятидесяти Омах?

Если вы работали с радиоприемниками или другими высокочастотными схемами, вы, вероятно, заметили преобладание коаксиального кабеля сопротивлением 50 Ом. Конечно, иногда вы видите коаксиальный кабель сопротивлением 75 Ом, но в подавляющем большинстве радиочастотные цепи работают при сопротивлении 50 Ом.

В [Microwaves 101] есть интересная статья о том, как это совпадение стало повсеместным. Очевидно, в 1930-х годах радиопередатчики стремились к более высоким уровням мощности. Обычно вы думаете, что более толстые провода имеют меньшие потери. Однако для коаксиального кабеля, передающего RF, все немного сложнее.

Во-первых, радиочастотные сигналы обладают скин-эффектом — они не распространяются по центру проводника. Во-вторых, играет роль диэлектрический материал (то есть изолятор между внутренним и внешним проводниками). Импеданс также зависит от диэлектрического материала и диаметра центрального проводника.

Собрав все это вместе, вы узнаете, что потери в кабеле сведены к минимуму на уровне 77 Ом для кабеля с воздушным диэлектриком. Конечно, это не 50 Ом, верно? Оно близко к 75 Ом, используемым для передачи слабых антенных сигналов в телевизионных системах. Согласно [Microwaves 101], причина не в этом — она связана с использованием в качестве центрального проводника дешевой стали вместо меди.

Передача - это другое. Вы хотите справиться с максимальной силой, с которой можете справиться. Пиковая мощность одного и того же кабеля зависит от импеданса. Таким образом, кабель с наименьшими потерями при сопротивлении 77 Ом также имеет максимальную пропускную способность при сопротивлении 30 Ом. Среднее значение между 30 и 77 Ом составляет 53,5 Ом.

Если вы хотите узнать больше о радиочастотном проектировании, лучше всего посмотреть семинар [Майкла Оссмана] (см. ниже). Если вас больше интересуют коаксиальные оконечные устройства, мы также предоставим вам эту информацию.