Quando pensamos na impedância das linhas de transmissão, podemos assumir automaticamente que todas essas linhas têm uma impedância nominal de 50 ohms (Ω).
Não é um número arbitrário; existem boas razões técnicas para usar 50 Ω.
No entanto, também existem muitas aplicações de RF em que a impedância da linha de transmissão tem um valor de 75 Ω. Estes são principalmente relacionados a sinais de vídeo e TV a cabo, que incluem as muitas funções relacionadas neste grande mercado, como amplificadores de distribuição em todo o edifício.
O uso de duas impedâncias muito diferentes levanta algumas questões interessantes. Por que existem duas impedâncias padrão? Por que eles têm esses valores específicos? Qual é “melhor”, onde e por quê? O uso de um contra o outro realmente importa e, em caso afirmativo, de que maneiras específicas?
Há muito mais por trás da história desses cabos coaxiais de aparência simples e seus conectores do que apenas um condutor interno sólido com alguma blindagem ao redor; cabo coaxial é, na verdade, um guia de onda dimensionado com precisão para energia eletromagnética
As respostas às questões de impedância têm raízes históricas e técnicas. Eles começam com o trabalho feito por Lloyd Espenscheid e Herman Affel, que desenvolveram e analisaram o primeiro cabo coaxial em 1929 enquanto trabalhavam para o lendário Bell.
Labs. Seu objetivo era encontrar um meio de transmissão para propagar um sinal de 4 megahertz (MHz) (uma largura de banda muito ampla naqueles primeiros dias da telefonia de longa distância), que era necessário para transportar cerca de 1.000 chamadas de voz analógicas com largura de banda limitada por centenas de quilômetros. . Isso exigia uma linha de transmissão que pudesse lidar com alta tensão e alta potência.
A atenuação (perda) é em grande parte uma função do dielétrico no cabo. Para o cabo coaxial preenchido com ar que eles analisaram, a menor perda foi de cerca de 77 Ω (é cerca de 50 Ω para alguns dielétricos, mas esses cabos ainda não existiam).
A capacidade de manuseio de energia é determinada pelo campo de ruptura e impedância (V2/Z). Para cabos coaxiais preenchidos com ar, a transferência de energia é máxima em torno de 30 Ω.
Como na maioria das decisões de engenharia, não há valor de impedância “ideal”; em vez disso, a “melhor” escolha envolve equilibrar compensações. O valor de 50 Ω é um bom compromisso para potência e tensão, como a saída de um transmissor.
Traduzir a teoria e a análise do campo EM em linhas de transmissão reais é a função dos cabos coaxiais, a maioria dos quais com a designação “RG”. RG, ou Radio Guide, vem da especificação militar original da Segunda Guerra Mundial para cabos coaxiais.
Embora existam mais de cem variedades de RG-X, quase todas têm impedância nominal de 50 Ω ou 75 Ω. A diferença entre as muitas versões está relacionada ao tamanho físico, especificações de isolamento, tipo de blindagem e desempenho, material dielétrico e construção, classificação de energia, robustez ambiental, classificações relacionadas ao fogo e outros fatores. O número RG-X também costuma ter um sufixo de letra que identifica um atributo específico de não impedância.
Há mais no uso do cabo coaxial do que apenas o cabo. Ele precisa ser terminado com um conector projetado para a impedância correta, bem como para o tamanho e blindagem do cabo coaxial.
No mundo de RF, trabalhar com a impedância de projeto nominal para transmitir energia de RF de forma eficaz e eficiente de uma fonte para sua carga é um desafio não trivial na maioria dos casos. Essa é especialmente a situação quando há duas escolhas legítimas para a impedância da linha de transmissão, cada uma com seus próprios atributos para o cenário de destino.
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