Transmissielijnen: Waarom kies je voor 50, 75 of 300 ohm?

Heb je je wel eens afgevraagd waarom de een 50 ohm transmissielijnen als standaard gebruikt terwijl de ander voor 75 ohm kiest of zelfs 300 ohm toepast?

Welnu, de keuze voor 50, 75 of 300 ohm transmissielijnen (coaxkabels, twin-leads, enz.) heeft alles te maken met een afweging tussen vermogen, signaalverlies, en toepassing.

Elke impedantie heeft zijn eigen voordelen, afhankelijk van waar en hoe de kabel wordt gebruikt.

Waarom 50 ohm?

De toepassingen voor deze impedantie zien we in zendapparatuur, antenneverbindingen, RF-laboratoriumapparatuur en meetinstrumenten. En daarbij is 50 ohm gekozen als een compromis tussen hoog vermogen en lage demping.

Wanneer we even specifiek naar coaxiale kabels kijken dan zien we namelijk de volgende karakteristieken:

• Rond 30 ohm is er maximaal vermogenstransport.
• Rond 77 ohm is er minimaal signaalverlies (dus lage demping).

De keuze voor 50 ohm transmissielijnen is dus een gulden middenweg. Je kunt er relatief veel vermogen doorheen sturen (handig voor zenders), terwijl de demping nog acceptabel laag blijft (voor frequenties tot in de gigahertzen). Bekende 50 ohm transmissielijnen zijn RG-58, RG-213 en LMR-400.

Waarom 75 ohm?

De toepassingen voor deze impedantie zien we in radio- en tv-ontvangst, satellietverbindingen, kabeltelevisie, meetapparatuur en video-overdracht. Immers, 75 ohm coax heeft lagere demping dan 50 ohm, vooral bij hogere frequenties. Daarom is het ideaal voor:

• Ontvangers (waar weinig vermogen nodig is)
• Lange kabeltrajecten (bijvoorbeeld in TV-distributienetwerken)
• Toepassingen waar lage signaalvervorming cruciaal is (zoals video of digitale data)

Voorbeelden van dit soort kabels met een karakteristieke impedantie van 75 ohm zijn RG-59, RG-6 en Belden 8281 (voor video).

Waarom 300 ohm?

De toepassingen voor deze impedantie zien we in symmetrische antenne-aansluitingen (bijvoorbeeld dipolen), oudere radio’s en TV’s. De reden hiervoor is dat 300 ohm wordt gebruikt in de zogeheten “ladderlijn” of lintkabel” technologie. Dat is een gebalanceerde transmissielijn met zeer lage verliezen bij HF (High Frequency).

De open structuur voorkomt stralingsverliezen. En de hoge impedantie komt goed overeen met veel antennes. Er zijn dus lage verliezen bij lange lijnen op HF (3–30 MHz). En het is goed te combineren met symmetrische antennes.

Een vergelijking in één oogopslag

Impedantie	Gebruik	Voordelen	Nadelen
50 Ω	Zenders, meetapparaten	Goed compromis tussen verlies en vermogen	Iets meer verlies dan 75 ohm
75 Ω	TV, video, ontvangst	Lage demping bij hoge frequenties	Minder geschikt voor hoog vermogen
300 Ω	Antennes, ladderlijn	Zeer lage verliezen, goedkoop	Gevoelig voor omgevingsinvloeden

Waarom niet alle transmissielijnen standaardiseren?

Simpel gezegd, elke toepassing stelt andere eisen. Bij een zender wil je je RF-vermogen efficiënt overbrengen naar een antenne. Dus dan kies je voor 50 ohm. Bij TV en satelliet ontvang je zwakke signalen over lange kabels. Dan is 75 ohm de meest logische keuze. En bij zelfbouwantennes wil je efficiëntie en weinig verlies op HF. Vandaar dat 300 ohm ladderlijn nog altijd erg populair is onder radioamateurs.

En als radioamateurs weten we maar al te goed dat je impedanties met wat knutselwerk kunt transformeren van de een naar de ander. Dus we schuwen het niet om transmissielijnen met verschillende impedanties door elkaar heen te gebruiken.