Un cable coaxial de 50 ohmiosios es una línea de transmisión con una impedancia característica de 50 ohmios y es la opción predeterminada en la mayoría de los sistemas de RF porque equilibra una baja pérdida de señal con una capacidad razonable de manejo de energía. La clasificación de “50 ohmios” no se refiere a una resistencia de CC que pueda medirse con un multímetro; describe cómo el voltaje y la corriente viajan a lo largo del cable en radiofrecuencias. Este artículo explica qué significa realmente la impedancia de 50 ohmios, por qué la adoptó la industria, cómo se compara con otras impedancias y qué verificar antes de comprar. Si necesita un método de selección completo paso a paso, consulte nuestro Guía del conector coaxial RF .
¿Qué significan 50 ohmios en un cable coaxial?
La impedancia característica de un cable es la relación entre voltaje y corriente en una onda que viaja a lo largo de él, y está fijada por la geometría y el material dieléctrico del cable. Para un cable coaxial, la impedancia es aproximadamente Z0 = (138 / sqrt(εr)) × log10(D/d), donde D es el diámetro interior del blindaje exterior, d es el diámetro exterior del conductor interior y εr es la permitividad relativa del dieléctrico.
Esta impedancia es independiente de la longitud del cable. Una longitud de 10 my 100 m del mismo cable de 50 ohmios mostrará aproximadamente la misma impedancia característica cuando se mida con un analizador de red. Un óhmetro de CC solo leerá una resistencia en serie baja, a menudo cerca de 0 ohmios para una pieza corta o de varios ohmios para un recorrido largo, por lo que no se puede utilizar para verificar una clasificación de 50 ohmios.
- La impedancia característica la establece la construcción, no la longitud.
- El valor de impedancia sólo es significativo en frecuencias en las que la longitud de onda de la señal es comparable o menor que la longitud del cable.
- Una falta de coincidencia crea reflejos, que aumentan la pérdida de inserción y la distorsión de la señal.
Por qué 50 ohmios se convirtieron en el estándar de RF
El estándar de 50 ohmios surgió porque era el mejor compromiso práctico entre baja atenuación y manejo de alta potencia para cables dieléctricos de aire. Para una línea coaxial con dieléctrico de aire, el pico máximo de potencia está cerca de 30 ohmios y la atenuación mínima está cerca de 77 ohmios. La media geométrica de esos dos valores es aproximadamente 48 ohmios, que se redondea naturalmente a los 50 ohmios que utilizamos hoy.
Cuando el polietileno sólido y otros dieléctricos de bajas pérdidas se convirtieron en estándar, los valores óptimos cambiaron ligeramente, pero 50 ohmios permanecieron bastante cerca y ya eran ampliamente utilizados por los ingenieros de telecomunicaciones y equipos de prueba. Radares, transceptores de radio, instrumentos de laboratorio y, posteriormente, equipos celulares e inalámbricos, todos estandarizados en 50 ohmios.
50 ohmios frente a 75 ohmiosios frente a otras impedancias
Para trabajos de RF de uso general, elija un cable de 50 ohmios; Elija un cable de 75 ohmios sólo para aplicaciones de recepción de baja pérdida, como transmisiones de video o televisión, donde el manejo de energía es menos crítico. La tabla compara las principales diferencias.
| impedancia | Uso típico | Pérdida de señal | Manejo de energía | Tipos de conectores |
|---|---|---|---|---|
| 50 ohm | Inalámbrico, equipos de prueba, radio, alimentadores de antena, IoT | Bajo | Moderado a alto | BNC, N, SMA, TNC, UHF |
| 75 ohm | Transmisión de video, CCTV, TV por cable, telefonía. | Bajoer than 50 ohm for the same outer size | Bajoer | BNC, F, RCA |
| 93 ohmios | Transmisión de datos heredada, primeras LAN | Muy bajo para ciertos datos de baja velocidad | muy bajo | BNC (raro) |
El uso de un cable de 75 ohmios en un sistema de 50 ohmios crea una falta de coincidencia que refleja parte de la señal. A bajas frecuencias y longitudes cortas, el efecto puede ser insignificante, pero por encima de unos pocos cientos de megahercios o para cables largos, la ondulación y la pérdida adicionales generalmente lo hacen inaceptable.
Cómo elegir un cable coaxial de 50 ohmios
Comience estableciendo la pérdida máxima aceptable en su frecuencia operativa, luego verifique el manejo de potencia, la flexibilidad mecánica, el blindaje y la tolerancia de impedancia. El error más común es comprar el RG-58 más barato sin verificar la atenuación en la frecuencia de interés real.
- Determine la frecuencia más alta que transmitirá. La pérdida aumenta con la frecuencia, por lo que un cable que funciona a 100 MHz puede resultar inutilizable a 6 GHz.
- Calcule la pérdida total a partir de la atenuación del cable por metro, a menudo especificada en dB por 100 m a 1 GHz; multiplique por la longitud del recorrido y agregue la pérdida del conector.
- Verifique la construcción del conductor exterior. La trenza es flexible pero gotea; el papel de aluminio y la trenza proporcionan una mejor protección; El cobre semirrígido y corrugado ofrece la menor pérdida y el mejor blindaje para instalaciones fijas.
- Verifique la tolerancia de impedancia. Un buen cable flexible de 50 ohmios normalmente mantiene una impedancia característica dentro de ±2 ohmios; Los cables de mala calidad pueden desviarse más y causar un VSWR más alto.
- Verifique la familia de conectores y la interfaz de acoplamiento. Un conector SMA de 50 ohmios no es lo mismo que un conector N de 50 ohmios mecánica o eléctricamente, y ninguno de los dos debe forzarse a un puerto BNC de 75 ohmios.
Las familias de cables genéricos comunes de 50 ohmios incluyen RG-58/U para cables de conexión cortos y flexibles, RG-213/U para tendidos de estaciones base de mayor potencia y cables dieléctricos de espuma de baja pérdida para alimentadores largos. El rendimiento real depende de la calidad de la construcción, por lo tanto, compare siempre las curvas de atenuación de la hoja de datos antes de realizar el pedido.
Conectores coincidentes con un cable de 50 ohmios
Cada cable de 50 ohmios necesita un conector de 50 ohmios que coincida con el diámetro del cable y el puerto de destino; Las impedancias de los conectores que no coinciden crean reflejos y pueden dañar la interfaz. Por ejemplo, un conector BNC de 75 ohmios puede acoplarse con un conector BNC de 50 ohmios, pero el paso de impedancia en la unión aumenta el VSWR y los pines centrales no siempre son dimensionalmente compatibles. Los conectores tipo N y SMA son mucho más consistentes en sistemas de 50 ohmios, mientras que TNC proporciona una versión de BNC roscada y resistente a la intemperie.
Conectores SMA
SMA es la primera opción para frecuencias de hasta 18 GHz y para módulos compactos como radios, antenas y dispositivos de prueba. Elija un conector SMA que coincida con su tipo de cable, ya sea flexible, semirrígido o microstrip.
Conectores coaxiales SMA RF para aplicaciones de banda ancha Explore los conectores SMA con impedancia de 50 ohmios, que admiten CC a 18 GHz en cable semirrígido. Se adaptan a módulos compactos y circuitos de alta frecuencia mencionados en el texto anterior. Ver producto → Conectores N
Los conectores N son conectores resistentes de 50 ohmios con una excelente repetibilidad desde CC hasta 11 GHz o superior. Son comunes en filtros de estaciones base, amplificadores de RF y alimentadores de antenas exteriores.
Conectores coaxiales N RF con acoplamiento por tornillo Estos resistentes conectores de 50 ohmios funcionan hasta 11 GHz en cable semirrígido. Ideal para filtros de estaciones base y alimentadores exteriores, como se señaló en la discusión circundante. Ver producto → Conectores BNC
Los conectores BNC son convenientes para conexiones rápidas, pero verifique que el BNC específico esté clasificado para 50 ohmios y para su rango de frecuencia. La misma carcasa también se utiliza para circuitos de vídeo de 75 ohmios, así que consulte la hoja de datos antes de acoplarlos.
Conectores coaxiales BNC RF con acoplamiento de bayoneta Verifique estos conectores BNC de 50 o 75 ohmios para conocer las necesidades de conexión y desconexión rápida. El contexto advierte que se deben verificar las clasificaciones de frecuencia e impedancia antes del acoplamiento, lo que hace que esta página sea útil. Ver producto → Cuando ensamble un cable, confirme que el conector esté especificado para la familia de cable exacta que está utilizando, como cable trenzado flexible o cable semirrígido. Si las interfaces de los dos puertos son diferentes, utilice una de 50 ohmios de baja pérdida. adaptador de radiofrecuencia en lugar de adaptarse con un cable largo.
Aplicaciones típicas y comprobaciones de instalación
Encontrará cable coaxial de 50 ohmios en infraestructura inalámbrica, prueba y medición, aviónica, dispositivos IoT y cualquier sistema en el que un transceptor controle una antena. En estas aplicaciones, la impedancia del cable es parte de una cadena coincidente desde el conector de la PCB hasta el punto de alimentación de la antena.
- Los cables de prueba de banco y las conexiones del analizador de espectro utilizan cables de conexión cortos de 50 ohmios.
- Los alimentadores de antena de la estación base utilizan un cable de 50 ohmios de baja pérdida con conectores tipo N.
- Las radios definidas por software a menudo enrutan RF a un puerto hembra SMA de 50 ohmios.
- Los receptores GPS, la telemática y los módulos de radio comparten la misma convención de impedancia de 50 ohmios.
Para instalaciones al aire libre, verifique si el cable tiene una cubierta resistente a la intemperie y agregue un protector contra sobretensiones o un componente de protección contra rayos cerca del punto de entrada. Un protector diseñado para operación de 50 ohmios mantendrá la impedancia característica del sistema a través de la ruta de sobretensión.
Preguntas frecuentes
Estas son las preguntas que los ingenieros suelen hacer antes de seleccionar un cable de 50 ohmios.
¿Puedo usar un cable de 75 ohmios en un sistema de 50 ohmios?
Sí, pero sólo para una prueba temporal breve y no a alta potencia o alta frecuencia. La falta de coincidencia de impedancia crea un coeficiente de reflexión de aproximadamente (75-50)/(75 · 50), o 0,2, lo que significa que se refleja aproximadamente el 4% de la potencia de la señal. La pérdida de retorno es de sólo unos 14 dB, lo que puede ser aceptable para un trabajo de mesa, pero rara vez lo es para un transmisor.
¿Un cable de 50 ohmios mide 50 ohmios en un multímetro?
No. Un multímetro aplica CC y mide la resistencia en serie del conductor central y el blindaje, que suele ser inferior a 10 ohmios para un cable corto. La impedancia característica es una propiedad de la onda de CA y solo se puede medir correctamente con un análisis de impedancia en RF, por ejemplo con un analizador de red.
¿Cuál es la diferencia entre conectores BNC de 50 ohmios y 75 ohmios?
La carcasa básica es la misma, pero los conectores BNC de 75 ohmios tienen un perfil de conductor central diferente y no son intercambiables con los de 50 ohmios sin degradar la interfaz. Un enchufe de 50 ohmios se acoplará físicamente con un conector de 75 ohmios, pero el cambio de impedancia y la mala fuerza de contacto pueden aumentar el VSWR y dañar el conector en caso de conexiones repetidas.
¿Qué cable debo comprar para un alimentador de antena de 50 ohmios?
Elija el cable más delgado que supere su presupuesto de pérdidas. Para recorridos cortos en interiores, el tipo RG-58 es conveniente. Para recorridos largos en exteriores o frecuencias superiores a 1 GHz, elija un cable de 50 ohmios de baja pérdida con una cubierta de celda cerrada y conectores tipo N, y verifique su atenuación en su frecuencia real.
