कोएक्सियल केबल इम्पीडेंस कैलकुलेटर क्या है?
यह टूल किसी कोएक्सियल ट्रांसमिशन लाइन की विशेषता प्रतिबाधा (Z₀) की गणना करता है। Z₀ वह प्रतिबाधा है जिसे केबल पर चलता हुआ सिग्नल "महसूस" करता है, और यह केबल की लंबाई पर निर्भर नहीं करती। स्रोत, लाइन और लोड की प्रतिबाधा को आपस में मिलाने (आमतौर पर 50 Ω या 75 Ω) से RF और वीडियो सिस्टम में रिफ्लेक्शन, स्टैंडिंग वेव्स और सिग्नल हानि सबसे कम रहती है।
इसका उपयोग कैसे करें
तीन मान दर्ज करें: D, यानी बाहरी कंडक्टर (शील्ड) का भीतरी व्यास मिलीमीटर में; d, यानी भीतरी कंडक्टर का व्यास; और εr, यानी इन दोनों के बीच लगे इंसुलेटर की सापेक्ष परावैद्युतता (डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक)। हवा ≈ 1.0, ठोस PTFE ≈ 2.1, पॉलीएथिलीन ≈ 2.3। D और d की इकाइयाँ आपस में कट जाती हैं, इसलिए कोई भी एक जैसी लंबाई इकाई काम करती है।
फ़ॉर्मूले की व्याख्या
मानक इंजीनियरिंग सन्निकटन है Z₀ = (138 / √εr) · log₁₀(D/d)। हर में मौजूद √εr पद यह दर्शाता है कि डाइइलेक्ट्रिक किस तरह तरंग को धीमा करता है और प्रतिबाधा घटाता है, जबकि log₁₀(D/d) संकेंद्रित (concentric) कंडक्टरों की ज्यामिति को व्यक्त करता है। ध्यान दें कि यहाँ बेस-10 लघुगणक का उपयोग होता है; इसके समतुल्य प्राकृतिक-लघुगणक (natural log) रूप में 138 की जगह स्थिरांक 60 आता है।
हल किया हुआ उदाहरण
मान लीजिए किसी केबल में D = 7.25 mm, d = 2.0 mm और εr = 2.3 है: तब D/d = 3.625, log₁₀(3.625) = 0.55919, और 138/√2.3 = 90.999, इसलिए Z₀ = 90.999 × 0.55919 ≈ 50.88 Ω — यानी एक सामान्य 50-ओम कोएक्सियल लाइन।
सामान्य समअक्ष इन्सुलेटरों के ढांकता हुआ स्थिरांक
ढांकता हुआ स्थिरांक (सापेक्ष पारगम्यता, \(\varepsilon_r\)) आंतरिक और बाहरी सुचालक के बीच इन्सुलेटिंग सामग्री की विशेषता प्रतिबाधा को सीधे स्केल करता है: \(Z_0\) \(1/\sqrt{\varepsilon_r}\) के अनुपात में है। निम्न \(\varepsilon_r\) (जैसे फोम्ड या वायु-भरे ढांकता हुआ) समान ज्यामिति के लिए प्रतिबाधा को बढ़ाता है और वेग कारक को भी बढ़ाता है। नीचे दिए गए मान समअक्ष केबल डिजाइन में उपयोग किए जाने वाले विशिष्ट श्रेणियां हैं।
| ढांकता हुआ सामग्री | सापेक्ष पारगम्यता \(\varepsilon_r\) | टिप्पणियाँ |
|---|---|---|
| वायु (आदर्श/निर्वात संदर्भ) | ~1.00 | उच्चतम वेग कारक; वायु-अंतरित लाइनों में उपयोग किया जाता है |
| फोम्ड / कोशिकीय पॉलीएथिलीन (फोम PE) | ~1.3 – 1.6 | गैस-इंजेक्ट किया गया PE; कम नुकसान, उच्च वेग कारक |
| फोम PTFE | ~1.4 – 1.7 | कम-नुकसान माइक्रोवेव केबल ढांकता हुआ |
| FEP (फ्लूरीनेटेड एथिलीन प्रोपिलीन) | ~2.1 | पुलविना/उच्च-तापमान केबल |
| PTFE / टेफ्लॉन (ठोस) | ~2.05 – 2.1 | उच्च तापमान, कम नुकसान |
| ठोस पॉलीएथिलीन (PE) | ~2.25 – 2.35 | सबसे आम ठोस ढांकता हुआ |
| पॉलीप्रोपिलीन | ~2.25 | ठोस PE के समान |
मानक समअक्ष केबल प्रकार और उनकी प्रतिबाधा
समअक्ष केबलें मानक नाममात्र प्रतिबाधा के लिए निर्मित की जाती हैं — RF संचारण के लिए सबसे आम 50 \(\Omega\) और वीडियो तथा CATV वितरण के लिए 75 \(\Omega\)। तालिका उनके नाममात्र \(Z_0\), ढांकता हुआ, और विशिष्ट अनुप्रयोगों के साथ व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली केबल प्रकारों को सूचीबद्ध करती है।
| केबल प्रकार | नाममात्र \(Z_0\) | ढांकता हुआ | विशिष्ट उपयोग |
|---|---|---|---|
| RG-58 | 50 \(\Omega\) | ठोस PE | सामान्य RF, प्रयोगशाला/परीक्षण लीड, पतला ईथरनेट |
| RG-59 | 75 \(\Omega\) | ठोस PE | एनालॉग वीडियो, CCTV, बेसबैंड |
| RG-6 | 75 \(\Omega\) | फोम PE | CATV, सैटेलाइट, ब्रॉडबैंड वीडियो |
| RG-8/U | 50 \(\Omega\) | ठोस PE | उच्च-शक्ति RF, शौकिया रेडियो फीडलाइन |
| RG-174 | 50 \(\Omega\) | ठोस PE | लघु RF जंपर, वाद्य प्रणाली |
| RG-213 | 50 \(\Omega\) | ठोस PE | कम-नुकसान RF फीडलाइन, ट्रांसमीटर |
| LMR-400 | 50 \(\Omega\) | फोम PE | कम-नुकसान एंटीना फीडलाइन, सेलुलर/Wi-Fi |
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल (FAQ)
50 Ω और 75 Ω ही क्यों? 50 Ω पावर हैंडलिंग और कम हानि के बीच संतुलन बनाता है, इसलिए यह RF और टेस्ट उपकरणों के लिए उपयुक्त है; जबकि 75 Ω क्षीणन (attenuation) सबसे कम रखता है और वीडियो व केबल टीवी के लिए मानक है।
क्या लंबाई मायने रखती है? नहीं। विशेषता प्रतिबाधा केवल ज्यामिति और डाइइलेक्ट्रिक पर निर्भर करती है, केबल की लंबाई पर नहीं।
कौन-सा डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक इस्तेमाल करूँ? निर्माता द्वारा दिया गया मान इस्तेमाल करें; सामान्य मान हैं — हवा ~1.0, फोम्ड PE ~1.5, ठोस PE ~2.3, PTFE ~2.1।
