Blog PcD 2. Cables coaxiales.

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¿Cuándo usar cable Coaxial de 50 ó 70 Ohm y por qué?

Cuando usted está tratando de conectar algún equipo que demanda el uso de un cable en particular, por lo regular tomamos la referencia que el fabricante del equipo nos indica en los manuales o fichas técnicas, pero ¿Qué pasa cuando se tiene más de una opción del cable que podemos utilizar? o cuando el fabricante del equipo no entrega ningún tipo de información.

En el caso del uso de cables coaxiales pasa lo mismo, hay más de un tipo de cable coaxial y depende del equipo en particular la elección del cable más indicado para la conexión. ¿Qué cable coaxial usamos?, ¿Qué tipos de cable coaxial existen?, ¿Quizá puedo usar el cable de la antena de tv para todo o no se puede?

Y para que no nos quedemos no más con el quizás como dice la canción de Don Osvaldo Farrés (Quizás, quizás, quizás, canción 1947), vamos a revisar de forma rápida y entendible algunos conceptos básicos para no tener que estar batallando con problemas de chamuscamiento de equipos o consultas a su amigo, que dice que sabe y la verdad le medio sabe, o para no estarse arrepintiendo de no haber puesto atención a la clase de las 7 de la mañana, ese día que tenía que ver a su novia por la tarde y que le apuraban cosas más terrenales que el viaje de los electrones.

El Ohm, la resistencia eléctrica y la Impedancia.

En un conductor el Ohm es la unidad que nos permite medir la resistencia al paso de la corriente eléctrica cuando estamos tratando con corriente directa CD. Si por el contrario estamos trabajando con corriente alterna CA, lo que se mide en el conductor ya no es la resistencia al paso de la corriente en su forma más básica, sino la impedancia.

La impedancia extiende el concepto de resistencia a los circuitos de corriente alterna y posee tanto magnitud como fase, a diferencia de la resistencia que solo tiene magnitud. En la CA, la fase se encuentra constantemente cambiando entre el negativo y el positivo en cierta frecuencia. Tomando como ejemplo la red eléctrica monofásica en México a 127 V, tenemos que su fase cambia 60 veces por segundo, lo cual es conocido como frecuencia de 60 Hz.

La Impedancia y sus componentes (No, no es el club que fundó en la Prepa con sus cuates).

El primer componente de la impedancia es la resistencia que ya mencionamos. Los otros dos son la inductancia y capacitancia.

La inductancia esencialmente mide los voltajes que son inducidos (creados) por el campo magnético debido al flujo de la corriente, mientras que la capacitancia, mide la carga eléctrica que es almacenada por la presencia de dichos voltajes.

Y algo más llamado Reactancia.

A la combinación de la inductancia y la capacitancia se le conoce con el nombre de reactancia. Que dicho de otra forma no es más que la oposición al paso de una corriente alterna que ofrece una inductancia pura o una capacidad en un circuito; se expresa en Ohms.

Y como decían mis alumnos en la Universidad, “todo esto está muy interesante, pero, ¿pa´ qué sirve?”

Necesitamos hablar un poco de todos estos conceptos para entender los detalles que identifican al cable idóneo y cuándo hay que usar tal o cual tipo de cableado. Los conceptos que hemos revisado nos ayudarán a conformar el mejor criterio de selección ya que el uso de cables coaxiales que son los que nos atañen en este post, no se limita solamente a conectar la antena del televisor para ver el canal “Donde te estrellas”, para las novelas (si es que alguien aún las ve), sino por el contrario, tiene un amplio rango de usos y todo dependerá de lo que estemos queriendo conectar, pues si tomamos en cuenta que hay varias formas de transmitir energía teniendo incluso la radio frecuencia, habrá por lógica más de un tipo de cable para dicha misión.

Para aterrizar todo lo anterior, tomemos por ejemplo el caso de requerir transmitir señales de alta frecuencia, para tal fin, requerimos de un medio que conjugue la compleja interacción entre la resistencia, inductancia y capacitancia de la forma más eficiente posible, dicho medio, es el cable coaxial.

El cable coaxial está formado por 4 partes principales a saber:

• El conductor o núcleo (sólido o de alambre trenzado formado de una aleación de Al y Cu).

• Aislante del conductor, que como ya se intuye se encarga de mantener aislado y en su posición correcta al núcleo, construido regularmente de una mezcla de polímeros (plásticos aislantes).

• Blindaje, regularmente lo encontramos hacia la parte más exterior del cable y que puede ser Mylar, también llamado Foil en U.S.A. (exactamente, ese papel que parece envoltura de los chicles Adams si es que aún se venden y si ya no los venden acuérdate del envoltorio interno en la cajetilla de cigarros) y/o una malla trenzada.

• Y al final, el forro comúnmente fabricado en PVC, que se encarga de salvaguardar, cubrir o (válgase), forrar todo el mazo de material que forma el cable coaxial.

En general todos los cables coaxiales están fabricados con estos componentes pero no todos ellos son iguales en su interior generando variaciones en sus impedancias (Ohm), lo que nos lleva a múltiples escenarios de performance.

Y como dijo Fidel Velázquez, “sólo hay de una sopa”… ¿será?

Afortunadamente no, a la fecha la industria ha definido dos impedancias en los cables coaxiales para la mayoría de la aplicaciones actuales, 50 y 75 ohm.

Cables coaxiales 50 Ohm para soluciones que demandan altas potencias (50 ó 100 W).

Podemos mencionar como una generalidad que para dispositivos que funcionen como transmisores o receptores, se tiende a usar cable de 50 Ohm, esto incluye dispositivos como radios, transmisores de TV, Wi-Fi, telefonía celular y sistemas de radiocomunicación 2 vías.

No perdamos de vista sin embargo que 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.

Cuando el objetivo es asegurar la señal que pasa a través del cable y que sea lo más eficiente posible con la menor pérdida, el cable de 75 Ohm es la opción recomendada, y como regla general a seguir, podemos definir que cuando el equipo a conectar es un receptor de algún tipo como por ejemplo AM, FM o TV, 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.

Finalmente, 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, que generará ondas estacionarias las cuales son una señal considerada como pérdida, produciendo degradación de la señal conjunta.

Considerar dichas características resultará crítico siempre que desee implementar cualquier aplicación, lo que resulta sencillo si hablamos especialmente de sistemas de radiocomunicación, donde los accesorios como conectores, antenas y equipos como estaciones de repetición y radio bases trabajan con impedancias de 50 Ohm.

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.

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