Un câble coaxial de 50 ohmss est une ligne de transmission avec une impédance caractéristique de 50 ohms, et c'est le choix par défaut dans la plupart des systèmes RF car il équilibre une faible perte de signal avec une capacité de gestion de puissance raisonnable. La valeur nominale « 50 ohms » ne fait pas référence à une résistance CC que vous pouvez mesurer avec un multimètre ; il décrit comment la tension et le courant se déplacent le long du câble aux fréquences radio. Cet article explique ce que signifie réellement l'impédance de 50 ohms, pourquoi l'industrie l'a adoptée, comment elle se compare à d'autres impédances et ce qu'il faut vérifier avant d'acheter. Si vous avez besoin d'une méthode de sélection complète étape par étape, consultez notre Guide du connecteur coaxial RF .
Que signifie 50 ohms dans un câble coaxial ?
L’impédance caractéristique d’un câble est le rapport entre la tension et le courant dans une onde qui le traverse, et elle est fixée par la géométrie et le matériau diélectrique du câble. Pour un câble coaxial, l'impédance est d'environ Z0 = (138 / sqrt(εr)) × log10(D/d), où D est le diamètre intérieur du blindage extérieur, d est le diamètre extérieur du conducteur intérieur et εr est la permittivité relative du diélectrique.
Cette impédance est indépendante de la longueur du câble. Une longueur de 10 m et une longueur de 100 m du même câble de 50 ohms afficheront toutes deux à peu près la même impédance caractéristique lorsqu'elles sont mesurées avec un analyseur de réseau. Un ohmmètre CC ne lira qu'une faible résistance en série, souvent proche de 0 ohm pour une pièce courte ou de plusieurs ohms pour une longue durée, il ne peut donc pas être utilisé pour vérifier une valeur nominale de 50 ohms.
- L'impédance caractéristique est définie par construction et non par longueur.
- La valeur d'impédance n'est significative qu'aux fréquences où la longueur d'onde du signal est comparable ou inférieure à la longueur du câble.
- Une disparité crée des réflexions qui augmentent la perte d'insertion et la distorsion du signal.
Pourquoi 50 Ohm est devenu la norme RF
La norme 50 ohms est apparue car elle constituait le meilleur compromis pratique entre une faible atténuation et une tenue en puissance élevée pour les câbles air-diélectriques. Pour une ligne coaxiale avec diélectrique à air, le pic de puissance maximale est proche de 30 ohms et l'atténuation minimale est proche de 77 ohms. La moyenne géométrique de ces deux valeurs est d’environ 48 ohms, ce qui s’arrondit naturellement aux 50 ohms que nous utilisons aujourd’hui.
Lorsque le polyéthylène solide et d'autres diélectriques à faibles pertes sont devenus la norme, les valeurs optimales ont légèrement changé, mais 50 ohms sont restés suffisamment proches et étaient déjà largement utilisés par les ingénieurs en télécommunications et en équipements de test. Radars, émetteurs-récepteurs radio, instruments de laboratoire et plus tard équipements cellulaires et sans fil, tous normalisés sur 50 ohms.
50 Ohm contre 75 Ohm par rapport à d'autres impédances
Pour les travaux RF à usage général, choisissez un câble de 50 ohms ; choisissez un câble de 75 ohmss uniquement pour les applications de réception à faibles pertes telles que la diffusion vidéo ou la télévision, où la gestion de la puissance est moins critique. Le tableau compare les principales différences.
| Impédance | Utilisation typique | Perte de signal | Gestion de la puissance | Types de connecteurs |
|---|---|---|---|---|
| 50 ohm | Sans fil, équipements de test, radio, alimentations d'antenne, IoT | Faible | Modéré à élevé | BNC, N, SMA, TNC, UHF |
| 75 ohm | Vidéo de diffusion, vidéosurveillance, télévision par câble, téléphonie | Faibleer than 50 ohm for the same outer size | Faibleer | BNC, F, RCA |
| 93 ohms | Transmission de données héritée, premiers réseaux locaux | Très faible pour certaines données à faible débit | Très faible | BNC (rare) |
L'utilisation d'un câble de 75 ohms dans un système de 50 ohms crée une inadéquation qui reflète une partie du signal. Aux basses fréquences et aux courtes longueurs, l'effet peut être négligeable, mais au-dessus de quelques centaines de mégahertz ou pour les longs câbles, l'ondulation et la perte supplémentaires le rendent généralement inacceptable.
Comment choisir un câble coaxial de 50 ohms
Commencez par définir la perte maximale acceptable à votre fréquence de fonctionnement, puis vérifiez la tenue en puissance, la flexibilité mécanique, le blindage et la tolérance d'impédance. L’erreur la plus courante consiste à acheter le sosie du RG-58 le moins cher sans vérifier l’atténuation à la fréquence d’intérêt réelle.
- Déterminez la fréquence la plus élevée que vous transmettrez. La perte augmente avec la fréquence, donc un câble fonctionnant à 100 MHz peut être inutilisable à 6 GHz.
- Calculez la perte totale à partir de l'atténuation du câble par mètre, souvent spécifiée en dB par 100 m à 1 GHz ; multipliez par la longueur de votre course et ajoutez la perte de connecteur.
- Vérifiez la construction du conducteur extérieur. La tresse est flexible mais fuit ; la feuille et la tresse offrent un meilleur blindage ; Le cuivre semi-rigide et ondulé offre les pertes les plus faibles et le meilleur blindage pour les installations fixes.
- Vérifiez la tolérance d'impédance. Un bon câble flexible de 50 ohms possède généralement une impédance caractéristique de ±2 ohms ; des câbles de mauvaise qualité peuvent dériver davantage et entraîner un VSWR plus élevé.
- Vérifiez la famille de connecteurs et l'interface d'accouplement. Un connecteur SMA de 50 ohms n'est pas la même chose qu'un connecteur N de 50 ohms, mécaniquement ou électriquement, et aucun des deux ne doit être forcé sur un port BNC de 75 ohms.
Les familles de câbles génériques courants de 50 ohms comprennent le RG-58/U pour les cordons de brassage flexibles courts, le RG-213/U pour les stations de base de plus forte puissance et les câbles diélectriques en mousse à faible perte pour les alimentations longues. Les performances réelles dépendent de la qualité de la construction, comparez donc toujours les courbes d'atténuation de la fiche technique avant de commander.
Connecteurs correspondants à un câble de 50 ohms
Chaque câble de 50 ohms nécessite un connecteur de 50 ohms qui correspond au diamètre du câble et au port cible ; des impédances de connecteur incompatibles créent des réflexions et peuvent endommager l'interface. Par exemple, un connecteur BNC de 75 ohms peut s'accoupler à un connecteur BNC de 50 ohms, mais le pas d'impédance à la jonction augmente le VSWR et les broches centrales ne sont pas toujours dimensionnellement compatibles. Les connecteurs de type N et SMA sont beaucoup plus cohérents dans les systèmes 50 ohms, tandis que TNC propose une version filetée et résistante aux intempéries du BNC.
Connecteurs SMA
SMA est le premier choix pour les fréquences jusqu'à 18 GHz et pour les modules compacts tels que les radios, les antennes et les bancs de test. Choisissez un connecteur SMA qui correspond à votre type de câble, qu'il soit flexible, semi-rigide ou microruban.
Connecteurs coaxiaux SMA RF pour applications haut débit Découvrez les connecteurs SMA avec une impédance de 50 ohms, prenant en charge le courant continu jusqu'à 18 GHz sur un câble semi-rigide. Ils conviennent aux modules compacts et aux circuits haute fréquence mentionnés dans le texte précédent. Voir le produit → Connecteurs N
Les connecteurs N sont des connecteurs robustes de 50 ohms avec une répétabilité exceptionnelle de CC à 11 GHz ou plus. Ils sont courants sur les filtres de stations de base, les amplificateurs RF et les alimentations d'antennes extérieures.
Connecteurs coaxiaux N RF avec couplage à vis Ces connecteurs robustes de 50 ohms fonctionnent jusqu'à 11 GHz sur câble semi-rigide. Idéal pour les filtres de stations de base et les alimentations extérieures, comme indiqué dans la discussion environnante. Voir le produit → Connecteurs BNC
Les connecteurs BNC sont pratiques pour les connexions rapides, mais vérifiez que le BNC spécifique est conçu pour 50 ohms et pour votre gamme de fréquences. La même coque est également utilisée pour les circuits vidéo de 75 ohms, alors vérifiez la fiche technique avant l'accouplement.
Connecteurs coaxiaux RF BNC avec couplage à baïonnette Vérifiez ces connecteurs BNC de 50 ou 75 ohms pour les besoins de connexion-déconnexion rapide. Le contexte avertit de vérifier les valeurs de fréquence et d'impédance avant l'accouplement, ce qui rend cette page utile. Voir le produit → Lorsque vous assemblez un câble, vérifiez que le connecteur est spécifié pour la famille exacte de câbles que vous utilisez, comme un câble tressé flexible ou un câble semi-rigide. Si les deux interfaces de port sont différentes, utilisez un câble de 50 ohms à faible perte Adaptateur RF plutôt que de s'adapter avec un long câble.
Applications typiques et contrôles d'installation
Vous trouverez un câble coaxial de 50 ohms dans les infrastructures sans fil, les tests et mesures, l'avionique, les appareils IoT et tout système dans lequel un émetteur-récepteur pilote une antenne. Dans ces applications, l'impédance du câble fait partie d'une chaîne adaptée depuis le connecteur sur le PCB jusqu'au point d'alimentation de l'antenne.
- Les cordons de test de banc et les connexions de l'analyseur de spectre utilisent des câbles de raccordement courts de 50 ohms.
- Les alimentations d'antenne de station de base utilisent un câble de 50 ohms à faible perte avec des connecteurs de type N.
- Les radios définies par logiciel acheminent souvent les RF vers un port femelle SMA de 50 ohms.
- Les récepteurs GPS, les modules télématiques et radio partagent la même convention d'impédance de 50 ohms.
Pour les installations extérieures, vérifiez si le câble est doté d'une gaine résistante aux intempéries et ajoutez un parasurtenseur ou un composant de protection contre la foudre à proximité du point d'entrée. Un protecteur conçu pour un fonctionnement de 50 ohms maintiendra l’impédance caractéristique du système tout au long du trajet de surtension.
Foire aux questions
Ce sont les questions que les ingénieurs se posent le plus souvent avant de sélectionner un câble de 50 ohms.
Puis-je utiliser un câble de 75 ohms dans un système de 50 ohms ?
Oui, mais uniquement pour un court test temporaire et non à haute puissance ou haute fréquence. La désadaptation d'impédance crée un coefficient de réflexion d'environ (75-50)/(75 50), soit 0,2, ce qui signifie qu'environ 4 % de la puissance du signal est réfléchie. La perte de réflexion n'est que d'environ 14 dB, ce qui peut être acceptable pour un travail sur banc mais rarement acceptable pour un émetteur.
Un câble de 50 ohms mesure-t-il 50 ohms sur un multimètre ?
Non. Un multimètre applique du courant continu et mesure la résistance série du conducteur central et du blindage, qui est généralement inférieure à 10 ohms pour un câble court. L'impédance caractéristique est une propriété de l'onde alternative et ne peut être mesurée correctement qu'avec une analyse d'impédance RF, par exemple avec un analyseur de réseau.
Quelle est la différence entre les connecteurs BNC 50 ohms et 75 ohms ?
La coque de base est la même, mais les connecteurs BNC 75 ohms ont un profil de conducteur central différent et ne sont pas interchangeables avec les types 50 ohms sans dégrader l'interface. Une fiche de 50 ohms s'accouplera physiquement à une prise de 75 ohms, mais le changement d'impédance et une mauvaise force de contact peuvent augmenter le VSWR et endommager la prise lors de connexions répétées.
Quel câble dois-je acheter pour un chargeur d'antenne de 50 ohms ?
Choisissez le câble le plus fin qui dépasse votre budget de perte. Pour les courts trajets en intérieur, le type RG-58 est pratique. Pour les longues distances en extérieur ou les fréquences supérieures à 1 GHz, choisissez un câble de 50 ohms à faible perte avec une gaine à cellules fermées et des connecteurs de type N, et vérifiez son atténuation à votre fréquence réelle.
