Probablemente se haya hecho esta pregunta en varias ocasiones, ya que tanto fabricantes como las hojas de especificaciones de los equipos no siempre explican de forma clara el porqué utilizar un tipo de cable. Para entenderlo, debemos conocer algunos conceptos básicos sobre electricidad.
Conceptos básicos: Resistencia e Impedancia
Primeramente, necesitamos conocer qué es el Ohm y qué es lo que exactamente mide. El Ohm es una unidad de resistencia al paso de la corriente eléctrica en un conductor.
En las aplicaciones más básicas donde trabajamos con CD (corriente directa), como por ejemplo una batería típica de automóvil de 12 V, la resistencia es medida en Ohm. Sin embargo, cuando hablamos de aplicaciones en CA (corriente alterna), lo que se mide en ese caso ya no es resistencia, sino impedancia.
Una señal CA es más compleja porque no sólo se refiere a la magnitud de la señal, sino también a la fase, la cual se encuentra constantemente cambiando entre negativo y positivo en cierta cantidad de veces por segundo. Por ejemplo, la red eléctrica de 120 V cambia su fase 60 veces por segundo, lo que es conocido como frecuencia de 60 Hz.
Debido a la compleja relación entre magnitud y fase existente en un circuito CA, vamos a identificar los tres componentes esenciales que conforman la impedancia y que se oponen al flujo de la corriente alterna:
- Resistencia: La oposición básica al flujo de corriente.
- Inductancia: Mide los voltajes que son inducidos (creados) por el campo magnético por el flujo de la corriente.
- Capacitancia: Mide la carga eléctrica que es almacenada por la presencia de dichos voltajes.
La combinación de dichos elementos en un circuito es llamada reactancia.
La importancia del cable coaxial en RF
No sólo los electrodomésticos de nuestras casas utilizan energía CA, sino que prácticamente todo en nuestra sociedad utiliza energía en forma de radiofrecuencia (RF). Por ejemplo, las estaciones de radio en AM o FM, o su celular, que tal vez trabaje en la banda de 850 MHz, es decir, 850 millones de ciclos por segundo.
Para transmitir adecuadamente estas señales de alta frecuencia, se requiere de un medio de transmisión que pueda manejar la compleja interacción entre resistencia, inductancia y capacitancia. En la mayoría de los casos, lo que utilizamos es cable coaxial.
El cable coaxial se compone de 3 principales partes:
- Conductor central: Puede ser sólido o de alambre trenzado, típicamente de una combinación de aluminio y cobre.
- Dieléctrico: Alrededor del centro conductor, se encarga de mantener al centro conductor aislado y en su posición. Normalmente es de alguna mezcla de plásticos o espuma.
- Blindaje: En la parte exterior, usualmente compuesto por una combinación de papel de aluminio o una malla trenzada. El blindaje a su vez se encuentra cubierto por algún material, como PVC, para protegerlo del ambiente.
Ya que no todos los cables son fabricados de la misma forma, es ahí donde las impedancias (expresadas en Ohm) entran en juego, las cuales son determinadas por las características físicas del cable.
Diferencias entre 50 Ohm y 75 Ohm
A lo largo del tiempo, la industria ha definido dos tipos de impedancias en los cables usados para la mayoría de las aplicaciones: 50 y 75 Ohm.
Cable Coaxial de 50 Ohm
Los cables coaxiales de 50 Ohm los podemos definir como la mejor opción para soluciones que demandan potencias altas, por ejemplo 50 o 100 W.
Como regla, podemos definir que para cualquier dispositivo que funcione como transmisor o receptor, tenderá a usar cable de 50 Ohm. Esto incluye dispositivos como radios, transmisores de TV, Wi-Fi, celular y sistemas de radiocomunicación de 2 vías. Sin embargo, no en todos los casos se requerirá del manejo de altas potencias, por lo que los cables de 50 Ohm no son apropiados para todo tipo de aplicaciones.
Cable Coaxial de 75 Ohm
Cuando el objetivo es asegurar que la señal que pasa a través del cable sea lo más eficiente posible con la menor pérdida posible, el cable de 75 Ohm es la opción recomendada. Como regla general a seguir, podemos definir que cuando el equipo a conectar es un receptor de algún tipo como AM, FM o televisión, el cable coaxial de 75 Ohm es el ideal.
Gracias a su baja pérdida y baja capacitancia, los cables de 75 Ohm son la opción más efectiva para prácticamente todas las aplicaciones de audio, video y señales de audio digitales. Es por eso que todas las empresas de TV, aplicaciones de comunicación satelital y antenas de HDTV los utilizan.
Importancia de la impedancia uniforme
Como último punto importante a considerar sobre los cables coaxiales, es que la impedancia de todos los equipos y componentes a instalar debe de ser igual. Por ejemplo, si usted va a instalar un equipo transmisor de radiocomunicación con una impedancia de 50 Ohm, los conectores, el cable y la antena deben de ser también de 50 Ohm.
Si no toma esto en consideración y se utilizan componentes con distintas impedancias, se tendrá un problema de acoplamiento, lo cual generará ondas estacionarias las cuales son una señal considerada como una pérdida, produciendo degradación de la señal.
Considerar dichas características resultará crítico siempre que desee implementar cualquier aplicación, lo cual resulta sencillo si hablamos especialmente de sistemas de radiocomunicación, donde los accesorios como conectores, antenas y equipos como estaciones de repetición y radiobases trabajan con impedancias de 50 Ohm.
Soluciones Times Microwave®
Times Microwave®, fabricante líder de cables coaxiales, es reconocido por contar con una amplia variedad de cables con la línea de productos LMR.
Modelos como el LMR195 ideal para instalaciones en vehículos, LMR400 para instalación de equipos base con torres y mástiles o el LMR600 de ½ pulgada para aplicaciones donde contar con muy baja pérdida es un requisito.
Son ejemplos de cables coaxiales de 50 Ohm que además de contar con una baja pérdida, cumplen a la perfección con la impedancia requerida para manejar altas potencias en instalaciones de equipos HF, VHF y UHF, ofreciendo largos periodos de operación a la intemperie de más de 20 años.
Si desea mayor información sobre este artículo, por favor dirija su petición al Ing. Jorge Rubio a: jorge.rubio@ADAR Supplies y recibirá respuesta inmediata.
