¿Cómo "se ve" un cable coaxial de 50 ohmios cuando ni la fuente ni la carga coinciden con él, y el conductor central y el blindaje se usan para las señales?

Digamos que tengo un filtro de red π para el cual el inductor está en una placa separada. Para mayor comodidad, utilizo un cable coaxial de 50 ohmios (4" de largo, la frecuencia es de 13,56 MHz) para conectarme al inductor, utilizando el conductor central y el blindaje para conectar los cables del inductor. ¿Cómo se ve este cable de 50 ohmios en este circuito?¿Cómo afectará el ajuste del filtro?

Dado que las señales a través del cable no son diferenciales ni están referenciadas a tierra, no sé cómo modelar esta conexión hecha de esta manera (supongo que no entiendo completamente cómo/cuándo un cable de 50 ohmios "es" un cable de 50 ohmios cable -- ¿Usar este cable coaxial de esta manera es mejor, igual o peor que usar cables individuales para conectarse al inductor?

Conexión coaxial de 50 ohmios

En otro ejemplo (en un esfuerzo por comprender mejor el significado de cables con impedancias características), ¿cómo se ve un cable de 50 ohmios en un circuito donde las impedancias de fuente y carga no coinciden con 50 ohmios (suponga que la señal está en el conductor central, blindaje conectado a tierra). Supongo que obtendría reflejos tanto en la fuente como en la carga, o no me importa si la longitud del cable es menor que λ 10 ?

si tiene el cable, mida la resistencia en cada uno de los conductores por separado y luego mida la capacitancia. modelarlo como tal: dos resistencias y una tapa que las conecta.
Creo que degeneraría en dos líneas de transmisión, acopladas capacitivamente . Así que algún tipo de transformador capacitivo. Abel se perdió todo el comportamiento de RF: P
La capacitancia es clave para la reducción de la resonancia LC según el valor C del filtro y el valor C del cable. R es menos importante y C es predecible por tipo. Por lo tanto, una ligera reducción en fo debido al cambio de sqrt de C, ignorar si Q bajo, pero puede afectar si Q alto. [Editado - no técnico - RM]

Respuestas (2)

13,5 MHz tiene una longitud de onda de unos 22 m, por lo que su 4" (longitud física, longitud eléctrica alrededor de 6") es muy 'corta', muy por debajo de λ/20.

Con una longitud corta de línea de transmisión, puede modelarla bastante bien como una serie L agrupada, una serie R y una C paralela.

Aumentar la L y la C efectivas de su inductor reducirá ligeramente su afinación y disminuirá el SRF del inductor, en comparación con el uso de cables más cortos.

Los cables individuales de la misma longitud tendrán una impedancia característica superior a 50 Ω, por lo que tendrán una C más pequeña efectiva y una L más grande. También es más probable que se acoplen magnéticamente en bucles de cableado adyacentes.

En el caso más general, sí, obtendrá reflejos cuando una línea no coincida.

Para líneas cortas operadas con una onda sinusoidal real que cumple con λ/20 o λ/10, consulte la primera parte de esta respuesta. Los reflejos se suman para dar el efecto de una pequeña serie L y un pequeño paralelo C. Esto efectivamente hace que el elemento de retardo de grupo de la banda de paso de un filtro de paso bajo. No llegamos a las frecuencias de banda suprimida ya que la línea es 'corta'.

Para líneas cortas operadas con señales digitales o de banda ancha que cumplan con λ/20 o λ/10, frecuencia máxima equivalente de los tiempos de subida de la señal (no la frecuencia de repetición del pulso) , se puede decir exactamente lo mismo, pero desde el punto de vista del dominio del tiempo en lugar del dominio de la frecuencia. . Como el tiempo de ida y vuelta de una reflexión es mucho menor que el tiempo de tránsito de un borde de señal a lo largo de la línea, la primera reflexión llegará al extremo de envío antes de que se haya realizado una pequeña fracción de la transición. El efecto sobre las señales pequeñas es ralentizar ligeramente el tiempo de subida, como el efecto de un filtro de paso bajo.

Por el contrario, cuando una línea es 'larga', la mayor parte o la totalidad de la transición se habrá ejecutado antes de que vuelva el reflejo. Si lo desea, la línea está 'almacenando' la mayor parte de la forma de onda del borde. En este caso, los reflejos provocan transiciones discretas adicionales en la forma del pulso, lo que suele ser malo si no tienes el control.

La inductancia de la señal y el coaxial de retorno tenderían a cancelarse, mientras que la capacitancia por pulgada sintonizaría el filtro quizás menos del 1%, dependiendo de los valores de LC. Por ejemplo, 222 nH, C 1 , C 2 = 1300 pF y C coaxial = 10 pF.

La frecuencia resonante se vuelve sensible a (C 1 + C 2 )/C coaxial , por lo que eliminar C 2 y hacer que C 1 duplique el valor ahora hace que la longitud del coaxial sea un sintonizador de filtro BPF .

gracias. ¿Cómo se cancelan entre sí la inductancia de la señal y el coaxial de retorno? y esta capacitancia por pulgada estaría en "paralelo" con el inductor físico, ¿verdad?
El cable coaxial era corto en comparación con la longitud de onda. Las corrientes en el centro coaxial y el escudo son opuestas y su campo magnético se cancela parcialmente entre sí. 2 cables separados no estarían tan cerca uno del otro, supongo. La C del cable está en paralelo con el inductor. Pruebe la simulación. Al menos Micro-Cap (=freeware) tiene un modelo para cable coaxial.
las corrientes no son opuestas ... no es el retorno, es la misma corriente a través del inductor que sale a través del escudo.
Sí, la capacitancia coaxial paralela de ~ 30pF/ft sintonizará la frecuencia resonante LC dependiendo de la relación C para la desviación, independientemente de que la longitud de onda sea mucho más larga que la longitud del cable.