케이블 임피던스 계산기

빠르게 변하는 신호를 전달하는 케이블은 단순한 전선이 아니라 전송선처럼 동작합니다. 도체는 분포 인덕턴스로 자기 에너지를, 분포 커패시턴스로 전기 에너지를 저장합니다. 두 특성의 비가 특성 임피던스를 결정하며, 이는 무한히 길거나 완벽하게 정합 종단된 선로를 따라 이동하는 파동의 전압과 전류 관계입니다. 특성 임피던스의 단위는 옴이지만 케이블 양단에서 측정하는 직류 저항과는 다릅니다. 이상적인 무손실 선로에서 특성 임피던스는 단위 길이당 인덕턴스를 단위 길이당 커패시턴스로 나눈 값의 제곱근입니다. 이 계산기는 미터당 마이크로헨리와 미터당 피코패럿 단위의 값을 받아 필요한 단위 변환 후 임피던스를 옴으로 제공합니다. 전파 지연은 인덕턴스와 커패시턴스를 곱한 값의 제곱근으로 계산합니다. 이 입력 단위에서는 제곱근이 바로 미터당 나노초가 됩니다. 신호 속도는 십억을 미터당 나노초로 나타낸 지연으로 나눈 값입니다. 일반적인 50 옴 선로는 미터당 약 0.25 마이크로헨리와 100 피코패럿의 값을 가질 수 있습니다. 이 경우 지연은 미터당 오 나노초이고 속도는 초당 약 이억 미터로, 진공에서 빛의 속도의 약 삼분의 이입니다. 케이블의 유전체 재료와 구조가 분포 값을 결정합니다. 동축 직경비, 연선 간격, 절연체 유전율, 차폐, 주변 도체와 제조 공차가 모두 영향을 미칩니다. 케이블의 전기적 길이가 신호 상승 시간이나 파장에 비해 무시할 수 없을 때 임피던스 정합이 중요해집니다. 신호원, 선로 및 부하의 임피던스가 다르면 진행파의 일부가 반사됩니다. 반사는 링잉, 오버슈트, 전력 전달 감소, 데이터 오류 또는 정재파를 유발할 수 있습니다. 무선 시스템은 보통 50 옴, 방송 영상은 75 옴 케이블을 사용하며, 많은 차동 디지털 인터페이스는 제어된 차동 임피던스를 사용합니다. 커넥터가 맞는다고 이러한 규격을 서로 바꿔 사용할 수는 없습니다. 무손실 공식은 설계 추정에 유용하지만 실제 케이블에는 주파수에 따라 변하는 직렬 저항과 병렬 컨덕턴스도 있습니다. 표피 효과, 유전체 손실, 커넥터 불연속, 굽힘, 온도와 설치 조건도 동작에 영향을 줍니다. 고주파 또는 안전이 중요한 작업에는 제조사 자료나 네트워크 분석기 측정 결과를 사용하세요. 이 계산기는 분포 매개변수 확인, 케이블 구조 비교, 전송선 기초 학습 및 상세한 주파수 의존 분석 전 초기 신호 무결성 추정에 적합합니다.