Impedanz eines Koaxialkabels in Ohm berechnen

Geben Sie beide Durchmesser in derselben Einheit ein, etwa in Millimetern oder Zoll, da nur ihr Verhältnis das Ergebnis bestimmt. Der Rechner liefert die Impedanz in Ohm nach der Standardbeziehung für eine verlustfreie Koaxialleitung und eignet sich für Vorentwürfe, Geometrieprüfungen und den Vergleich dielektrischer Werkstoffe.

Geben Sie die Leitergeometrie korrekt ein

Verwenden Sie für outer_diameter den Innendurchmesser des Außenleiters und für inner_diameter den Außendurchmesser des Innenleiters. Dies sind die beiden leitenden Oberflächen, die dem Dielektrikum zugewandt sind; Manteldicke und äußerer Schirmdurchmesser gehören daher nicht in die Berechnung. Beide Durchmesser müssen dieselbe Einheit verwenden. Millimeter, Zoll oder jede andere Längeneinheit sind geeignet, weil die Formel das Verhältnis und nicht die absolute Größe nutzt. Der Außendurchmesser muss strikt größer als der Innendurchmesser sein. Andernfalls existiert kein ringförmiger dielektrischer Raum und die angegebene Koaxialgeometrie ist ungültig. Geben Sie Durchmesser statt Radien ein, sofern Sie nicht beide Werte einheitlich umrechnen. Zwei Radien ergeben dasselbe Verhältnis; die Mischung eines Radius mit einem Durchmesser verfälscht jedoch das Resultat. Die Maße sollten ein konzentrisches Kabel beschreiben. Exzentrizität, Verformung, Geflechtaufbau und Fertigungstoleranzen können dazu führen, dass ein reales Kabel von dieser idealen Schätzung abweicht.

Verstehen Sie Dielektrizitätszahl und Formel

Das Feld dielectric_constant bezeichnet die relative Permittivität, häufig als epsilon r geschrieben. Sie ist dimensionslos und muss positiv sein. Verwenden Sie für genaue Entwürfe den effektiven Wert des Materials und des tatsächlichen Aufbaus zwischen den Leitern, nicht irgendeinen allgemeinen Werkstoffwert. Der Rechner bildet das 60-Fache des natürlichen Logarithmus aus dem Verhältnis von Außen- zu Innendurchmesser und teilt es durch die Quadratwurzel der relativen Permittivität. Dies ist die übliche geschlossene Formel für die Wellenimpedanz einer idealen, gleichförmigen und verlustfreien Koaxialleitung aus nichtmagnetischen Werkstoffen. Ein größeres Durchmesserverhältnis erhöht die Impedanz, eine höhere Dielektrizitätszahl senkt sie. Das Ergebnis wird für eine stabile Ausgabe auf sechs Nachkommastellen gerundet. Nicht berücksichtigt werden Leiterwiderstand, dielektrischer Verlustfaktor, Oberflächenrauheit, frequenzabhängige Dispersion, Steckverbinder oder Diskontinuitäten. Solche Einflüsse verändern das reale Übertragungsverhalten, sind aber von der hier berechneten idealen geometrischen Impedanz zu unterscheiden.

Nutzen Sie das Ergebnis im Kabel- und HF-Entwurf

Vergleichen Sie die berechnete Impedanz mit der Sollimpedanz von Quelle, Last, Steckverbinder und übrigem Übertragungssystem. Übliche Systeme sind auf einen einheitlichen Nennwert ausgelegt; eine unbeabsichtigte Fehlanpassung kann Reflexionen, stehende Wellen und geringere Leistungsübertragung verursachen. Ändern Sie im Vorentwurf jeweils nur einen Eingangswert, um zu erkennen, ob Innenleiter, Schirmabstand oder Dielektrikum die Geometrie dem Ziel näherbringen. Berücksichtigen Sie Fertigungstoleranzen: Ein mathematisch exaktes Ergebnis garantiert nicht, dass jede produzierte Kabellänge genau diese Impedanz besitzt. Messen Sie bei einem vorhandenen Kabel an den Leitergrenzen und verwenden Sie die bestmögliche effektive Permittivität; behandeln Sie die Antwort als technische Schätzung. Für eine präzise Prüfung ist eine geeignete Messung erforderlich, beispielsweise mit einem Zeitbereichsreflektometer oder Vektornetzwerkanalysator, insbesondere über ein vorgegebenes Frequenzband. Die API verwendet dieselbe deterministische Berechnung wie das Browserwerkzeug und kostet $0.002 pro Anfrage. Damit lassen sich Parameterstudien und automatische Prüfungen einfach umsetzen.