Varför 50 ohm? – Historisk notis

Koaxialkablar finns som bekant med flera impedanser. Vanligast är 50 ohm som i praktiken är standard inom mätinstrumentorådet, men varför just 50 ohm?
En koaxialkabel har tre centrala egenskaper:

Dämpning
Effektöverföringskapacitet
Spänningstålighet.

Redan 1929 utreddes dessa egenskaper vid Bell Labs i USA av uppfinnarna av den första praktiska koaxialkabeln, Herman Affe och Lloyd Espenschied. Under deras ledning testade tusentals dimensioner under deras sökande efter den optimala impedansen.

Resultatet av deras sökande framgår av diagrammet som visar att den bästa impedansen var olika för de tre centrala egenskaperna.

Dämpning har sitt minimum vid impedansen 77 ohm
Effekttålighet har sin topp vid ca 30 ohm
Spänningstålighet har sitt maximum vid vid 60 ohm.

Efter dessa resultat blev den optimala impedansen en sammanvägd kompromiss på 50 ohm, som sedan dess har blivit den vanligaste impedansen för koaxialkablar.

Andra impedanser förekommer av olika orsaker:

60 ohm förekommer i sändaranläggningar för matning av antenner. Spänningens stående våg-förhållande är ofta ett problem som medför att man prioriterar spänningstålighet.

75 ohm har blivit standard för videoöverföring där låg dämpning har prioriterats.

93 ohm (RG-62) är en nytillkommen impedans introducerad av IBM under 1970-talet för digital överföring. Vid 93 ohm har en annan egenskap, kapacitansen per längdenhet, pF/m, sitt lägsta värde vid en given dimension.
Detta har stor betydelse vid överföring av information genom pulsmodulering.

Skrivet av Stig Hertze

Uppdaterat 2015-08-28

Källor:
Microwaves IOI
First Modern coaxial cable patented Bell Labs 1929