Varför 50 ohm?

SM0RVV

Well-Known Member
Många av er, inte minst Karl-Arne AOM, vet att jag är nyfiken och vill veta varför saker är som dom är. :)

Dagens nyfikna fråga är kort och gott: Varför vill våra sändare ha just 50 ohm?
Att det är så är väl delvis av gammal hävd, men hur blev det så?
Varför inte 300 ohm? 450 ohm?
Eller som i ljudförstärkare: "ju lägre desto bättre". Där är ju ett av måtten på ett kraftfullt (PA) slutsteg att kunna leverera stabil effekt ner till 1 eller 2 ohm.

73 SM0RVV
 

SM0AOM

Well-Known Member
Det här är en s.k. "bra fråga", och den har som väntat historisk bakgrund.

Länge bekymrade man sig inte alls om sändares och antenners utgångs- resp. ingångsimpedanser.

På sändare (gnist- eller andra sändartyper) fram till modern tid satt det en eller två amperemetrar i serie med matningen till antennen och operatören justerade sedan kretsarna så att de visade maximalt utslag. Vanligen visste inte operatören vilken impedans antennen eller matarledningen hade, utan maximal antennström innebar helt enkelt maximal tillgänglig uteffekt.

När man sedan började bygga antennsystem som matades med "stegledningar" eller balanserade matningssystem valdes ofta en impedans av runt 600 ohm, eftersom dämpning som funktion av materialåtgång har ett flackt minimum i detta område. Dessutom fanns det ett "arv" av praktiska dimensioner av isolatorer och koppartråd att använda från telefontekniken.

Koaxialkabeln har också gamla anor, men blev inte praktiskt användbar förrän i andra halvan av 1930-talet, när isolationsmaterial med låga förluster blev verklighet.

Teorin för koaxialkablar säger att en luftisolerad kabel har ett maximum av effekttålighet
för Z = 30 ohm, ett maximum av spänningstålighet för Z = 60 ohm samt ett minimum av dämpning för Z = 77 ohm.

De första serieproducerade koaxialkablarna hade runt 70 - 80 ohms impedans, men innerledaren blir då ganska klen. När koaxialkabel för HF-ändamål senare skulle massproduceras för den allierade krigsansträngningen sökte man en bra kompromiss mellan mekaniska egenskaper, dämpning och materialåtgång. Denna visade sig ligga strax över 50 ohm, så tidiga "RG-kablar" fick impedanser runt 52 - 54 ohm.
Senare kom man att avrunda detta nedåt till 50 ohm.

50 ohm har också en ganska trevlig numerisk framtoning, åtskilliga formler i HF-tekniken får en form som blir lätt att komma ihåg och räkna i huvudet om denna impedans används.

Att man använder 75 ohm i videosammanhang har rent historiska skäl, i TV-teknikens barndom standardiserade man på tillgänglig kabel.

För radioamatören torde skillnaden mellan 50, 60 eller 75 ohms kabel vara helt betydelselös.

Slutligen ska man skilja mellan en sändares "generatorimpedans" och den impedans den vill se i sin antennkontakt. För alla sändare vars slutsteg går i något annat än klass A
bestäms generatorimpedansen av den dynamiska belastningslinjen hos utgångstransistorerna eller -rören, och för att uppnå maximal verkningsgrad kommer denna att reglera in sig så att högsta uteffekt levereras i varje ögonblick för en given ström och spänning. Det är ingalunda säkert att lutningen på denna belastningslinje motsvarar 50 ohm när man ser in i utgångskontakten på slutsteget.

För att verkningsgraden ska hållas uppe så krävs att generatorimpedansen är mindre än 50 ohm

Detta är f.ö. en gammal stridsfråga, på internet-reflektorerna har spaltkilometer av debatt genererats mellan "konjugatfalangen" och "belastningslinjefalangen"

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Top