Koaxialkabel-Impedanzrechner
Formel für die Koaxialkabel-Impedanz
Der Wellenwiderstand ist nicht der physikalische Widerstand des Kabels, sondern der dynamische Widerstand, den ein Signal beim Durchlaufen erfährt. Er hängt von der Geometrie des Kabels und dem Isoliermaterial ab. Die Formel lautet:
| Variable | Bedeutung |
|---|---|
| \(Z_0\) | Wellenwiderstand, in Ohm (\(\Omega\)) |
| \(D\) | Innendurchmesser des Außenleiters |
| \(d\) | Durchmesser des Innenleiters |
| \(\epsilon_r\) | Relative Permittivität (Dielektrizitätskonstante) des Isolators |
Hinweis: Die Formel basiert auf einer Logarithmusfunktion, wobei D und d in derselben Einheit angegeben werden müssen.
Bedienungsanleitung – Schritt für Schritt
Für genaue Ergebnisse müssen Sie den Innenleiterdurchmesser (d) und den Innendurchmesser der Außenabschirmung (D) präzise messen. Beachten Sie dazu das folgende Diagramm:
Zusätzlich müssen Sie die relative Permittivität (εᵣ) des Isoliermaterials eingeben. Hier sind einige gängige Werte:
| Material | Relative Permittivität |
|---|---|
| Luft | \(\epsilon_r = 1,0\) |
| Zell-Polyethylen (Schaum) | \(\epsilon_r = 1,6\) |
| PTFE (Teflon) | \(\epsilon_r = 2,1\) |
| Polyethylen (PE) | \(\epsilon_r = 2,3\) |
| PVC | \(\epsilon_r = 3,0\) |
Gängige Koaxialkabel & Impedanzen
In dieser Tabelle finden Sie Standardkabel mit ihrer Impedanz und typischen Anwendungen:
| Kabeltyp | Impedanz | Typische Anwendung |
|---|---|---|
| RG-6 | \(75\ \Omega\) | Kabel-TV, Satelliten-TV |
| RG-58 | \(50\ \Omega\) | Amateurfunk, WLAN, RF-Testgeräte |
| RG-59 | \(75\ \Omega\) | CCTV-Videoüberwachung, Analog-Video |
| RG-213 | \(50\ \Omega\) | Hochleistungs-RF-Sender, Rundfunk |
| LMR-400 | \(50\ \Omega\) | Drahtlose Kommunikation, GPS, Mobilfunk |
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
50 Ohm gilt als ideale Impedanz für Hochleistungs-HF-Anwendungen, da sie ein gutes Gleichgewicht zwischen Leistungsübertragung und geringen Verlusten bietet. 75 Ohm sind ideal für Video-Signale (wie Kabelfernsehen), da hierbei die Signaldämpfung minimiert wird.
Der Widerstand (R) bezieht sich auf Gleichstrom (DC). Die Impedanz (Z) hingegen ist der Gesamtwiderstand bei Wechselstromsignalen (AC), der sowohl den ohmschen Widerstand als auch den Blindwiderstand (Kapazität/Induktivität) umfasst.
Wenn die Impedanzen von Quelle, Kabel und Last übereinstimmen, wird die Energie maximal effizient übertragen. Bei einer Fehlanpassung wird ein Teil der Energie reflektiert, was zu Signalverlusten (Rückflussdämpfung) und stehenden Wellen führt.
Praxisnotizen: Design Verification Notes for Coaxial Cable Impedance Calculator
Nutzen Sie diese Hinweise, bevor Sie die Informationen in einem realen Design anwenden.
Pruefpunkte
- Confirm the input units, tolerance range, and operating frequency before using the calculated value in a PCB design.
- Cross-check critical results with a datasheet formula, SPICE model, or bench measurement because ideal calculators omit parasitic resistance, capacitance, and inductance.
- When the result affects RF, timing, power, or filter behavior, reserve margin for component tolerance, temperature drift, and PCB layout parasitics.
