Calculatrice
Formule d'impédance du câble coaxial
L'impédance caractéristique n'est pas la résistance physique du câble, mais l'impédance dynamique rencontrée par un signal qui le traverse. Elle dépend de la géométrie du câble et du matériau isolant. La formule est :
| Variable | Signification |
|---|---|
| \(Z_0\) | Impédance caractéristique, en Ohms (\(\Omega\)) |
| \(D\) | Diamètre intérieur du conducteur extérieur |
| \(d\) | Diamètre du conducteur intérieur |
| \(\epsilon_r\) | Permittivité relative (constante diélectrique) de l'isolant |
Note : La formule est basée sur une fonction logarithmique où D et d doivent être dans les mêmes unités.
Guide d'utilisation - Étape par étape
Pour des résultats précis, vous devez mesurer avec exactitude le diamètre du conducteur intérieur (d) et le diamètre intérieur du blindage extérieur (D). Référez-vous au schéma ci-dessous :
Vous devez également saisir la permittivité relative (εᵣ) de l'isolant. Voici quelques valeurs courantes :
| Matériau | Permittivité Relative |
|---|---|
| Air | \(\epsilon_r = 1.0\) |
| Polyéthylène expansé (Foamed) | \(\epsilon_r = 1.6\) |
| PTFE (Téflon) | \(\epsilon_r = 2.1\) |
| Polyéthylène | \(\epsilon_r = 2.3\) |
| PVC | \(\epsilon_r = 3.0\) |
Types de câbles coaxiaux et impédances
Voici un tableau des câbles courants avec leur impédance standard et leurs applications typiques :
| Type de câble | Impédance | Application courante |
|---|---|---|
| RG-6 | \(75\ \Omega\) | TV par câble, Satellite |
| RG-58 | \(50\ \Omega\) | Radioamateur, WiFi, Test RF |
| RG-59 | \(75\ \Omega\) | Vidéosurveillance CCTV, Vidéo analogique |
| RG-213 | \(50\ \Omega\) | Transmission RF haute puissance |
| LMR-400 | \(50\ \Omega\) | Communications sans fil, GPS, Réseaux cellulaires |
Foire Aux Questions (FAQ)
Le 50 Ohms est considéré comme idéal pour les applications RF haute puissance, car il offre un bon équilibre entre la capacité de gestion de la puissance et les faibles pertes. Le 75 Ohms est idéal pour transmettre des signaux vidéo (comme la TV et le satellite) car il minimise l'atténuation du signal.
La résistance est l'opposition rencontrée par le courant continu (DC). L'impédance est l'opposition totale aux signaux de courant alternatif (AC), incluant à la fois la résistance et la réactance. Dans un câble coaxial, l'impédance est une propriété du signal AC, tandis que la résistance est une propriété DC du matériau.
Lorsque les impédances de la source, du câble et de la charge sont adaptées, l'énergie du signal est transférée avec un maximum d'efficacité. En cas de désadaptation, une partie de l'énergie est réfléchie vers la source, provoquant des pertes de signal et des ondes stationnaires.
Calcul de l'impédance coaxiale par géométrie et diélectrique
Un calculateur coaxial estime l'impédance caractéristique d'une ligne TEM idéale et uniforme à partir de la géométrie et de la permittivité relative ; il ne calcule pas la résistance continue ordinaire. Avec le diamètre extérieur d du conducteur central, le diamètre intérieur D du blindage et un diélectrique homogène, une relation sans pertes est Z0 = 60 / √εr × ln(D/d). Les diamètres doivent employer la même unité, D doit dépasser d et εr doit correspondre au matériau et à la fréquence. Mousse, torons, forme du blindage, placage, excentricité, pertes, connecteurs et tolérances expliquent les écarts réels.
- Repérage des diamètres coaxiaux : saisir l'extérieur du conducteur central et l'intérieur du blindage, pas la gaine ni l'extérieur du blindage.
- Rapport géométrique sans unité : convertir les deux dimensions avant
D/det rejeter zéro, valeurs négatives ou inversées. - Choix de la permittivité : employer la permittivité relative effective du solide, de la mousse ou du mélange à la fréquence et température.
- Domaine du modèle TEM : réserver l'équation à la ligne uniforme, hors transitions, connecteurs, blindages endommagés et modes supérieurs.
- Contrôle par mesure d'impédance : comparer à la tolérance fournisseur ou au TDR étalonné et examiner séparément les discontinuités.
