domenica 26 aprile 2015

Cavo a 75 Ohm usato su sistemi a 50 Ohm

Alessandro Capra presentera' al prossimo EXPO-Meeting AIR del 2 Maggio una interessantissima relazione estremamente pratica e didattica sulla scelta ed uso di cavo di tipo televisivo a 75 Ohm in sistemi a 50 Ohm .
Il mio contributo a questa relazione consistera' nelle misure effettuate oggi su un rotolo di cavo televisivo a 75 Ohm con strumenti ovviamente a 50 Ohm .
Si tratta di un cavo con diametro esterno di 6.5 mm marca Syncro Digital mod. SY668 della lunghezza di 48 m reperito in un normale negozio TV .
Su internet non sono riuscito a trovare le caratteristiche .
Si trattera' della ennesima rimarchiatura di un prodotto consumer .

Le misure effettuate vengono qui anticipate e commentate brevemente .

Cominciamo con una misura di attenuazione media preliminare tra 1 MHz e 500 MHz




I valori misurati sono paria a :

1.3 dB a 1 Mhz
1.9 dB a 30 Mhz
5.1 dB a 144 Mhz
7.6 dB a 432 Mhz

Non male per un cavo di diametro esterno di 6.5mm e dal costo molto basso .


Eseguiamo una una misura piu' approfondita sia dell' attenuazione che dell' adattamento .
Anche l'adattamento viene misurato in scala logaritmica con il parametro RL = Return Loss = perdita di ritorno ( parte alta dello schermo ) . L'attenuazione e' nella parte passa dello schermo .
La scala di frequenza e' logaritmica e parte da 100 kHz per arrivare fino a 6 GHz .


Ora possiamo esaminare bene cosa succede in un sistema con un cavo a bassa perdita da75 Ohm inserito in un sistema a 50 Ohm .

Premesse :

La meta' superiore dello schermo indica l'adattamento del sistema all' ingresso , tanto piu' la traccia scende , tanto piu' l'adattamento e' buono .
La parte inferiore dello schermo indica l'attenuazione del sistema tra ingresso ed uscita
Bisogna pensare che, al variare delle frequenza il cavo e' percentualmente corto o lungo .
Il metro di misura  diventa quindi non la lunghezza in metri , ma la proporzione con la lunghezza d'onda : WL = Wave Lenght

Analisi :

A 100 kHz ( inizio dello schermo a sinistra ) dove la lunghezza d'onda e' di 3000 m , un cavo di 48 m ha una lunghezza trascurabile -
E' come se il generatore fosse collegato direttamente al carico L'attenuazione e idealmente zero .
In realta' 0,3dB per via dell' attenuazione dovuta alla resistenza del cavo di 48 m , pari a 3.2 Ohm.
L'adattamento e' praticamente perfetto : RL = 27dB
All' aumentare della frequenza , la lunghezza del cavo non e piu' trascurabile .
Adattamento e attenuazione peggiorano .
L'adattamento raggiunge il punto peggiore quando il cavo raggiunge la lunghezza di un quarto d'onda (WL/4) , circa 7dB a circa 1.3 MHz. L'attenuazione sale a circa 1.5 dB proprio per il disadattamento , piu' che per l'aumento di attenuazione del cavo con la frequenza .
Prova ne e' che salendo ancora di frequenza ,l'adattamento e la attenuazione migliorano fino a raggiungere i migliori valori quando il cavo ha una lunghezza elettrica pari a mezza lunghezza d'onda (WL/2) a circa 2.6 MHz .
I radiotecnici sanno bene che se si taglia una linea con una lunghezza elettrica di mezza lunghezza d'onda l'impedenza di ingresso del sistema sara' la stessa del carico INDIPENDENTEMENTE DALLA IMPEDENZA DEL CAVO IMPIEGATO .
L'alternanza tra massimi e minimi di adattamento ed attenuazione si ripetono ciclicamente ad ogni quarto di lunghezza d'onda elettrica .
Nella immagine sopra e' indicato il punto successivo di massimo disadattamento e massima attenuazione relativa che si avra' con lunghezza elettrica pari a tre quarti di lunghezza d'onda (WL3/4).
I radiotecnici sanno bene che una linea disadattata di lunghezza elettrica pari ad un quarto di lunghezza d'onda (o multipli dispari ) provocano la massima trasformazione di impedenza e sfruttano questo principio per costruire adattatori di impedenza , partitori a N vie e quant'altro .
Per quanto riguarda l'attenuazione media assoluta qui misurata , abbiamo questi valori :

1 MHz = 1.3 dB
100 MHz = 3.7 dB
1 GHz = 9.9 dB
6 GHz = 25.5 dB

Considerando che si tratta di un cavo con diametro esterno di 6.5mm e di basso costo , i risultati sono enormemente migliori  di quelli di un classico cavo di pari diametro a 50 Ohm con dielettrico compatto .

Conclusioni :

L'uso di cavi a 75 Ohm in sistemi a 50 Ohm e' possibile .

Quale e' il prezzo da pagare ?

L'alternanza ciclica di massimi e minimi di adattamento e attenuazione .
Come si vede dai grafici , queste escursioni (dell' ordine di 1.5 dB ) sono nella pratica , specie per usi di ricezione, piu' che accettabili .

Quale e' il vantaggio di questa  soluzione ?

Considerando che si tratta di un cavo con diametro esterno di 6.5mm e di basso costo , i risultati , a parita' di diametro sono enormemente migliori  di quelli di un classico cavo di pari diametro a 50 Ohm con dielettrico compatto (tanto per capirci RG58 e simili).

Consiglio quindi ( nei termini tecnici descritti e valutati per il proprio caso vantaggi e svantaggi ) di togliersi ogni pregiudizio e di sperimentare questa soluzione che molti bollano a priori come "anatema".


11 commenti:

  1. finalmente !
    Uso da anni i cavi a 75ohm da TVSAT .. fatte anch'io quelle misure, riscontrato sostanzialmente le stesse cose..

    Oltretutto ci collego dei dipoli filari per HF abbastanza bassi e in configurazione a V invertita, per cui e' ancora da verificare che l'impedenza dell'antenna sia proprio 50 ohm !

    Certo che e' meglio non usare il lineare da 500W ! (io mi fermo a 500mW...)

    Ottimo articolo Claudio!
    Bisogna ogni tanto gettare un sasso in piccionaia! HI!

    73 de Mauro Bernardetto IK1WVQ

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  2. che network analyzer e' quello ????
    73 de Mauro Bernardetto IK1WVQ

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  3. Questo cavo con 500W in HF non ha problemi. L'analizzatore di reti e' un HP8753D.
    Claudio Re reclaudio@alma.it

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  4. Il problema sta solo nel tipo di guaina esterna. La maggior parte dei cavi sono "Consumer" e quindi hanno per problemi di costi guaine che si fessurano facilmente nel tempo.
    Moltissimi impianti tv hanno il cavo scepolato o fessurato dopo solo 2 / 3 anii rispetto a cavi rg ch edurano decine di anni.

    Sarebbe interessante selezionare i cavi piu' adatti fra i vari in commercio e fare una lista.

    Roberto Perotti Iw2evk
    marinelluccia1@tiscali.it

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  5. Come in tutti gli argomenti tecnici che si discutono, bisogna sempre vedere qual'è l'obbiettivo che si vuole raggiungere:
    - il risparmio economico --> allora il cavo a 75tv va benissimo!
    - un buon compromesso prezzo/prestazioni --> la scelta di un ottimo cavo TV-pro (tipo i SAT blindati da 10,6mm)non proprio economico ma forse più di un AIRCELL+ ad esempio; anche se poi ti voglio a terminarlo su un connettore N e/o PL!!
    - massime prestazioni senza compromessi --> e' ovvio che qui non possiamo utilizzare cavi a 75 ohm e dobbiamo affidarci ai Major Competitor con cospicuo impegno per le nostre tasche!
    La mia personale considerazione è che quando si ha la possibilità di costruire un impianto ad HOC, non bisogna trascurare nulla, specie se si lavora oltre i 150MMhz.
    I cavi TV non hanno schermature efficienti per l'utilizzo nelle bande HF e quindi per attaccarci un dipolo devi essere proprio disperato; a me è successo in quanto avevo finito i cavi a disposizione per raggiungere il terrazzo e ho dovuto alimentatare un dipolo per i 6 metri per diversi anni portando a casa svariati DX ...e con soli 5w!
    Se poi vogliamo parlare di test e/o esperimenti, tutto è concesso! anzi guai a non farli ;-))

    Complimenti per la trattazione dell'articolo.
    Claudio Mauri IZ0CVN

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  6. Mi spiace non essere d'accordo . La schermature dei cavi TV con foglio di alluminio oltre la calza sono estremamente alte . In ogni caso la schermatura e' tanto maggiore quanto inferiore e' la frequenza , per cui in HF non di certo un problema anche senza foglio di alluminio . Suggerisco quindi di leggere e metabolizzare meglio i contenti della pubblicazione . Se poi vogliamo parlare dei connettori cosiddetti "PL" , anche qui ci sono state delle utili pubblicazioni e francamente , su tale connettore c'e' da mettersi le mani nei capelli ...
    Per l'accoppiamento di cavi TV con connettori N e BNC sono state fatte pubblicazioni e ci sono buone soluzioni .
    Ribadisco quindi che l'avversione all'uso dei cavi a 75 Ohm in sistemi a 50 Ohm , per gli argomenti spiegati e ìd in base ale misure della pubblicazione di cui sopra e' piu' che altro un "tabu' emozionale" .
    Claudio Re reclaudio@alma.it

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  7. Credo sia una questione di punti di vista, in fondo stiamo dicendo le stesse cose, ma allora perché devo usare un cavo costruito a 75 ohm quando tutta la linea del mio sistema ANT <--> TRX, ci sono componenti progettati per lavorare a 50? Io normalmente quando costruisco/realizzo/progetto ..qualcosa, cerco sempre di mettermi nelle condizioni migliori e quindi non ne faccio un problema di "tabu emozionale" anche se col cavo a 75 dovessi perdere pochissimo.
    La tua pubblicazione l'ho trovata molto più utile per meglio comprendere come quanto margine di errore si possa commettere utilizzando strumenti (generatori, analizzatori, etc)tipicamernte progettati per 50 ohm di impedenza quando si misurano dispositivi attivi e/o passivi progettati per 75 ohm (mi è capitato spesso di misurare l'attenuazione delle calate di cavi SAT-75 con strumenti per banchi da 50, consapevole di commettere un piccolo margine di errore)

    ps
    concordo pienamente sulla citazione dei connettori PL!

    Claudio Mauri IZ0CVN
    iz0cvn@qsl.net

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  8. Ovviamente anche personalmente cerco di usare cavi a 50 Ohm su sistemi a 50 Ohm . Pero' lo scopo e' di fare capire che usare un cavo da 75 Ohm su un sistema a 50 Ohm non e' un anatema , ma un peccato talvolta veniale . In piu' se confrontiamo la perdita a parita' di diametro tra i normali cavi a 50 Ohm in PVC e quelli TV a 75 Ohm in polietilene espanso la bilancia va decisamente verso quelli TV . Idem per il prezzo . Se poi si considera che spesso ci sono problemi per il passaggio dei cavi e si considera che grossomodo con in cavo TV con un diametro pari ad un RG174 sia ha una perdita tipo quella di un RG58 , la cosa puo' diventare ancora piu' attraente . Da qui deriva l'articolo .
    Claudio Re reclaudio@alma.it

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  9. Perfettamente d'accordo!! A parità di diametro, nonostante il disadattamento d'impedenza i vantaggi sono notevoli; giocoforza la tecnologia del dielettrico utilizzato rispetto al PVC, ..stà tutto lì!

    Grazie per il costruttivo confronto.
    Claudio IZ0CVN
    iz0cvn@qsl.net

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  10. Grazie . Altrettanto . E' sempre un piacere parlare in termini obiettivi e costruttivi .
    Claudio Re reclaudio@alma.it

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  11. Ciao a tutti uso da anni nella mia stazione cavo TV satellitare su tre linee per 3 apparati , due con lineari da 300 Watts e una con lineare ACOM 1010 da 800 watts mai avuto il minimo problema .Prima dell'istallazione ho testato i cavi in laboratorio con potenza di un KW nessun problema si parla comunque di potenza non continua ma di picco che comunque hanno superato i mille watts .Il dielettrico non ha mai presentato il minimo segno di fusione dovuto a surriscaldamento.Si raccomada di usare cavo satellitare di ottima qualità se riuscite a trovarlo quello nero con doppia calza tutta in rame ciao a tutti IK4MEE

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