หัวข้อ: ทำไมสาย COAX ถึงต้องใช้ 75 โอห์มครับ

[Milestone]

กลับมานั่งอ่านอีกครั้ง เป็นความรู้มากเลยครับ และหวังว่าจะเป็นประโยชน์กับคนอื่นด้วย
ขอบคุณความรู้ที่ให้ครับ 

[พี่ดุ้น]

http://www.rfcafe.com/references/electrical/coax.htm
ตามนิยามก็ยังมี impedance เป็น 75โอห์ม อยู่นะครับ ในสูตรสำเร็จไม่ได้บ่งชี้อะไรว่าขึ้นกับความยาวสาย (ที่มาผมไม่รู้) แต่ถ้าถามว่ายังทำตัวเป็นสายส่งหรือไม่ อันนี้ขึ้นกับความยาวคลื่นครับถ้าเข้าใจไม่ผิด สายที่ความยาว 1um นี่ น่ายังกระทำตัวเป็นสายส่งอยู่นะครับที่ประมาณ 200000GHz ครบ 1 ความยาวคลื่นพอดี อยู่แถวๆเข้าไกล้แสงแล้ว

ในกรณีสาย coax 50 ไปใช้กับ source กับ load ที่เป็น 75โอห์ม ยิ่งยาวยิ่งเน่าครับ ถ้า 1 เมตรนี่ยัง match ดีอยู่ที่ความถี่ต่ำๆที่ไม่เกิน 20MHz แต่อย่าลืมว่าที่ส่งนะสัญญาณ SPDIF digital ความถี่ fundamental น่าจะประมาณ 5MHz สำหรับ Fs=44.1kHz แต่อย่าลืมว่าต้องขน harmonic ความถี่ต่างๆที่สูงกว่าไปที่ประกอบกันขึ้นเป็นสัญญาณ digital มันค่อนข้างกิน bandwidth นะครับ  

คือถ้าอยากใช้สาย 50ohm (ซึ่งผมก็ใช้อยู่ เพราะมีเต็มบ้าน) ก็ไม่ยากครับหาหม้อแปลง wideband มาสองอัน ใช้แปลงจาก 75 เป็น 50 ohm และ 50ohm เป็น 75ohm มาต่อที่หัวกับท้ายของสายเท่านี้ก็ได้ใช้สาย RF หรูๆแบบยาวๆแล้ว
หรือจะให้ง่ายกว่านั้นอีกก็รื้อเครื่องตัวส่ง SPDIF ออกมาเปลี่ยน R จาก 75 เป็น 50 โอห์ม ส่วนตัว SPDIF ภาครับก็เปลี่ยน  R จาก 75 เป็น 50 โอห์ม เช่นกัน แล้วเปลี่ยนไปใช้ connector ทองหรูๆ (ซึ่งผมใช้ SMA 2.9mm) สาย 50โอห์มหรูๆ DC-40GHz แบบ shield 3 ชั้น  (ซึ่งผมใช้ SMA 2.9mm) ก็คุ้มค่าแล้วครับ ถ้าใช้ตามบ้านก็หาสาย RG142 (DC-6GHz) ของใช้แล้วที่เขาโยนขายกันเกลื่อนมาเข้าหัวกับ connector ดีๆ โดยไม่จำเป็นต้องไปเสียเงินซื้อสาย digital โดนเขาหลอกกินราคาสามถึงห้าพันบาท ผมมองเป็นเรื่องหลอกรับประทานกันมากกว่าสำหรับสาย digital ซึ่งมันก็คือสาย RF ซึ่งสาย RF ของดีๆใช้ใน lab ค่า loss ไม่ค่อยต่างกันหรอกครับ วัดคุณภาพจริงวันกันที่ phase stablity เป็นตัวบ่งชี้คุณสมบัตรความ uniform ของสายโดยเฉพาะที่ความถี่สูงจะเห็นผลชัดเจนขณะบิดสายไปบิดสายมาสายพวกนี้ ค่า impedance คงที่ครับ และ loss ก็คงที่ครับขณะโดนบิดไปมา ซึ่งสาย digital ที่เขาขายราคาเท่ากันผมเชื่อว่า technology ห่วยกว่าหลายขุม สำหรับที่ความถี่ต่ำแล้วผมว่าไม่ต่างกันหรอกครับ

แล้วสำหรับเรื่องใช้สายที่เป็น 100 ohm อะไรนั่นคงหมายถึงเป็นสายแบบ balance ซึ่งการส่งแบบ diffenrential มีข้อดีคือมันทนต่อสัญญาณรบกวนภายนอกที่ coupling ไปที่สายและลดปัญหาเรื่อง ground loop ได้

สรุปถ้าใช้สาย 50 โอห์มกับระบบ 75 โอห์ม ถ้าไม่ยาวมากใช้ได้ครับสำหรับความถี่ต่ำๆความถี่เดียว ถ้าส่งเป็น digital ไม่แนะนำ ถ้าอยากรู้ต้องลองเอา scope จับดูเทียบระหว่าง สาย 50 โอห์ม และ 75 โอห์ม
 

[Tube Collector]

ต่อให้ความถี่ขึ้นไปอีก สิบเท่าเป็น 441KHz ก็ไม่น่ามีปัญหา แต่ ในความเป็นจริงแล้ว  สำหรับ Digital Audio เขาจะใช้สาย ชีลด์ 90-110 ohm ด้วยเหตุผลของ Rise-Time , Fall time ของสัญญาณรูปสี่เหลียม    Canare cable / Japan อธิบายอย่างละเอียดในแว็บของเขาเอง อยากทราบลึกๆก็ไปตามอ่านที่ www.canare.com

[nut_ty]

ถ้าใช้ในด้านวามถี่เสียง ทีอยู่ในช่วง 20Hz -20KHz  แม้ความยาวแค่หนึ่งเมตรก็ไม่มีผลเพราะความที่ที่จะ Resonance อันเป็นดัชนีผกผันกับ Lambda (Wavelenght)
อยู่ในช่วงความถี่ค่อนข้างสูงมากกว่า 70MHz ขึ้นไปที่อาจมีผลต่อความยาวสายไฟยาว 1 เมตร และต้องเป็นเส้นตรงด้วยไม่ใช่งอไปงอมาในเครื่อง

 เท่าที่พอจะจำได้ คุ้นๆ ความถี่ S/PDIF สำหรับสาย Coaxial 75 โอห์ม เขาใช้ความถี่ 44.1Khz ขึ้นไป ก็ไม่น่าจะเป็นอะไรใช่มั้ยครับ

[Tube Collector]

ถ้าใช้ในด้านวามถี่เสียง ทีอยู่ในช่วง 20Hz -20KHz  แม้ความยาวแค่หนึ่งเมตรก็ไม่มีผลเพราะความที่ที่จะ Resonance อันเป็นดัชนีผกผันกับ Lambda (Wavelenght)
อยู่ในช่วงความถี่ค่อนข้างสูงมากกว่า 70MHz ขึ้นไปที่อาจมีผลต่อความยาวสายไฟยาว 1 เมตร และต้องเป็นเส้นตรงด้วยไม่ใช่งอไปงอมาในเครื่อง

[nut_ty]

Impedance ของ Coaxial cable = อัตราส่วนของ เส้นผ่าศูนย์กลางตัวนำด้านใน(ทองแดง ,อลูมิเนียม,อลูมิเนียม) กับเเส้นผ่าศูนย์กลางนอกที่เป็น ชีลด์
                                           คูญด้วย ค่า Dielectric constant ของฉนวนที่เป็น Dielectric อยู่ตรงกลาง ทีอาจจเป็นได้ทั้ง อากาศ , Polyethylene , Teflon , Foam
                                           ดีที่สุดทนกำลังสูงสุดคืออากาศแต่ปัญหาอยู่ที่การรักษาอัตราส่วนนีในสายที่ยาวๆ

ถ้าเราเอาสายโคเอ็กเชี่ยวมาดึงให้ยาวและวัด ค่า Capacitance ระหว่างแกนกลางกับชีลด์ เราจะได้แต่ค่า Capacitance ที่เพิ่มขึ้นเป็นอัตราส่วนคงที่ต่อความยาวที่เพิ่มขึ้น ค่าทีได้ไม่มากนักเป็นหน่วย pF (Pico Farad)   นักวิทยุบางคนเมื่อ จูนเสาอากาศที่เป็น Yagi บางครั้งแทนที่จะใช้ C-Variable กลับใช้ สายโคแอ็กซยาวคืบสองคืบแล้วค่อยๆตัดที่ละมิลละเมตร เพื่อให้ VSWR ดิฟลงต่ำแล้วหยุดการตัด  (Coaxial cable ทนกำลังส่งมากกว่า Air-Variable และไม่อารค์เมื่ออากาศชื้น )

ขอบคุณมากครับ หายสงสัยเลย ดังนั้นไม่ว่าสายจะเป็นกี่โอห์มภายใต้ความยาวเส้นละไม่เกิน 2 เมตร นี่เราไม่จำเป็นต้องห่วงเรื่องโอห์มใช่มั้ยครับ เพราะคุณ milestone กำลังศึกษาเรื่อง COAXIAL ในงานออดิโออยู่ ซึ่งผมเข้าใจได้ว่ามันคือ SPDIF ไม่ใช่เครื่องส่ง หรือ สายอากาศ ประเด็นจึงน่าจะอยู่ที่ เราจะต้องตอบว่า ใช้แทนกัน "ได้" หรือ "ไม่ได้" เสียมากกว่า

[Tube Collector]

Impedance ของ Coaxial cable = อัตราส่วนของ เส้นผ่าศูนย์กลางตัวนำด้านใน(ทองแดง ,อลูมิเนียม,อลูมิเนียม) กับเเส้นผ่าศูนย์กลางนอกที่เป็น ชีลด์
                                           คูญด้วย ค่า Dielectric constant ของฉนวนที่เป็น Dielectric อยู่ตรงกลาง ทีอาจจเป็นได้ทั้ง อากาศ , Polyethylene , Teflon , Foam
                                           ดีที่สุดทนกำลังสูงสุดคืออากาศแต่ปัญหาอยู่ที่การรักษาอัตราส่วนนีในสายที่ยาวๆ

ถ้าเราเอาสายโคเอ็กเชี่ยวมาดึงให้ยาวและวัด ค่า Capacitance ระหว่างแกนกลางกับชีลด์ เราจะได้แต่ค่า Capacitance ที่เพิ่มขึ้นเป็นอัตราส่วนคงที่ต่อความยาวที่เพิ่มขึ้น ค่าทีได้ไม่มากนักเป็นหน่วย pF (Pico Farad)   นักวิทยุบางคนเมื่อ จูนเสาอากาศที่เป็น Yagi บางครั้งแทนที่จะใช้ C-Variable กลับใช้ สายโคแอ็กซยาวคืบสองคืบแล้วค่อยๆตัดที่ละมิลละเมตร เพื่อให้ VSWR ดิฟลงต่ำแล้วหยุดการตัด  (Coaxial cable ทนกำลังส่งมากกว่า Air-Variable และไม่อารค์เมื่ออากาศชื้น )

[nut_ty]

ผมกำลังหาข้อมูลว่า สายโคแอ็กเชี่ยล อิมพีแดนซื 75 โอห์ม ที่เรียกขานกันอยู่ ถ้าเราตัดมันที่ความความ 1 ไมโครเมตร จะมีอิมพีแดนซ์ 75 โอห์มอยู่หรือไม่ ท่านใดมีสูตรคำนวณ รบกวนยกตัวอย่างด้วยครับ

[Milestone]

ขอบคุณมากเลยครับ เดี๋ยวนั่งทำความเข้าใจ กับหาข้อมูลเพิ่มนิดหน่อย
กำลังเรียนเรื่องการแปลงรหัสสัญญาณครับ 

[PK.]

 

[Tube Collector]

75 ohm = Impedance not resistance
แต่ถ้าใช้ coaxial cable เช่น RG-179 B/U ที่เป็นสายชีลด์สีทองฉนวนเทฟลอน ที่หาซื้อง่ายเนื่องจากเหลือจากการติดตั้ง เซลลูลาห์ในประเทศไทย ราคาถูกมากมาใช้เป็นสายเดินเครื่องสำหรับ Analog Audio ก็พอใช้ได้  แต่สำหรับ Digital Audio / DAC ถ้าเลือกได้ หรือไม่แพง 110ohm (twin lead)อาจจะดีกว่าครับ

www.canare.com เจ้าพ่อสายนำสัญญาณสำหรับงาน Studio จากญี่ปุ่น ให้ข้อมูลและคำอธิบายเกียวกับการเลือกสายพวกนี้ ไว้เป็นประโยชน์มากครับ

[nut_ty]

สงสัยว่ามันต่างจากสายธรรมดายังไงครับ ค่าความต้านทานมันนิดเดียวเอง 

เราต้องมองว่า 75 โอห์ม สูงสุดที่ความยาวเท่าไหร่ด้วยครับ ยิ่งถ้าตอบให้ตรงประเด็นก็คือ สายโคแอ็กเชี่ยลที่เราใช้กันอยู่ในเครื่องเสียง ไม่ได้ใช้ความต้านทานภายใน 75 โอห์มตามความยาวที่น่าจะเป็นของมันเลยครับ และ ยิ่งกำลังงานที่ส่งออกไปแค่กระจึ๋งหนึ่ง ไม่ต้องนำมาคิดให้ปวดหัวเลยครับ สายอนล็อกธรรมดาๆ หรือสายแพก็ใช้ได้ครับ แต่ถ้าจะต้องลากกันรอบโบสถ์ นั่นล่ะถึงจะต้องมานั่งคิดว่า 75 โอห์มแท้ๆ หรือเปล่า 

[Tube Collector]

แก้คำพิมพ์ผิด ที่อาจจะทำให้เข้าใจผิด

เราจึงไม่ค่อยเห็นใครใช้สาย coaxial 50ohm มาทำสายไมล์ (ได้แต่ไม่ค่อยี ไม่ค่อยคุ้ม)  เป็น
เราจึงไม่ค่อยเห็นใครใช้สาย coaxial 50ohm มาทำสายไมค์ (ได้แต่ไม่ค่อยมี เพราะไม่ค่อยคุ้ม)

[Tube Collector]

Microphone Cable not Mile cable

[Tube Collector]

การเลือกสาย Coaxial cable ที่มีขนาดหน้าตัดใกล้เคียงกัน ชนิดสายแบบเดียวกัน (Air Dielectric power lost / meter ที่ความถี่เดียวกันน้อยกว่า Foam(Form also have air) , Polyethylen.

การใช้ สายcoaxial cable ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ว่าใช้งานด้วยกำลัง เช่น ส่งวิทยุ โทรทัศน์ ที่ส่งเป็นวัตถ์ กิโลวัตถ์ 
หรือ การใช้งานที่ต้องการส่งสัญญาณ ทั้งความถี่วิทยุ หรือความถี่เสียงให้ได้ทางไกลๆเช่น สายไมโครโพน หรือสายสัญญาณภาพ ที่มีกำลังน้อยให้ไปได้ไกล
การเปรียบเทียบ ต้อง เปรียบเทียบโดยเอาCoaxial cable ที่หน้าตัดใก้ลคียงกัน 
50 ohm impedance= Max. power handle        จึงทำให้เวลาที่เราใช้เครื่องส่งวัญญาณวิทยุที่กำลังสูงๆ เครื่องพวกนี้จึงมี Output Impedance = 50 ohm
                                                              เราจึงไม่ค่อยเห็นใครใช้สาย coaxial 50ohm มาทำสายไมล์ (ได้แต่ไม่ค่อยี ไม่ค่อยคุ้ม)
75ohm imdedance =Compromise on Power handling &Signal Attenuation/meter อยู่ตรงกลางระหว่างการรับกำลัง(วัตถ์)และความสูญเสียสัญญาณต่อความยาว                         
92/95/100 ohm impedance  =ความลดทอนของสัญญาณต่อความยาว บนสายที่หน้าตัดใก้ลคียงกันน้อยกว่า 75, 50 ohm  เรามักไม่เห็นใครเอา สายพวกนี้มาใช้เป็น
                                       สายที่ส่งกำลังสูงๆ
300 ohm twin lead  =สายที่วีแบนๆสีดำที่สมัยโบราญเราใช้กันมาก ความลดทอนสัญญาณก็ค่อนข้างต่ำแต่มีข้อเสียที่ผลตอบสนองต่อความถี่ต่ำ ไม่ถึงUpper VHF
                            แม้มีต้นทุนมนการผลิตต่ำสุด   แต่ก็ลดความนิยมในการใช้ต่อสาอากาศรับสัญญาญทีวีในปัจจุบัน
ไม่ว่า 50 ,75,92 ohm ต้องการโหลดที่ แม็ชทางด้านอิมพีเด้นซืขาออกทั้งนั้นเท่าตัวมันเอง ถ้าเราเอาโหลด (เสาอากาศ ,ไมโครโพน   )ที่มี อิมพีเด็นซืไม่เท่ากันมาต่อก็จะเกิดMismatch อันสามารถทำให้สัญญาณที่ส่งไปย้อนกลับ   Reflect Voltage Standing Wave Ratio (Reflect VSWR) อันทำให้สัญญาณที่เราต้องการให้ผ่าน Media
ก็คือ Coaxial Cable ลดลง    ส่วน Noise , Hum ,Cross Modulation  up to Shield Percentage , Dielectric material , Single shield,Douvle shield, Type of connector
plating

[พี่ดุ้น]

สงสัยว่ามันต่างจากสายธรรมดายังไงครับ ค่าความต้านทานมันนิดเดียวเอง 

link ข้างล่างนี่ น่าจะไช่คำตอบที่ถูกต้องนะครับ

http://www.microwaves101.com/encyclopedia/why50ohms.cfm <-- ต้นฉบับภาษอังกิด
http://www.hs8jyx.com/html/why_50_ohm.html <-- มีคนแปลให้
http://www.iet.ntnu.no/courses/ttt4165/why_50_ohm_coax.pdf

อีกเหตุผลนึงอย่างที่อาจารย์ว่า 1/2wave dipole ทั่วๆไป impedance อยู่ที่ 75 โอห์ม และถ้าเป็น folded dipole ทั่วๆไป impedance อยู่ที่ 300 โอห์ม ซึ่งมักใช้ balun แปลงลงมาเป็น 75 โอห์ม
ผมว่าน่าจะเป็นเหตุผลที่ใช้ 75 โอห์ม เป็นเรื่อง loss ในสายต่ำที่ characteristic impedance ค่านี้ ซะมากกว่า
http://personal.ee.surrey.ac.uk/Personal/D.Jefferies/rodres.html

กลับมาที่คำถาม "สงสัยต่างกันยังไงค่าความต้านทานนิดเดียวเอง" ถ้าจะเอา 50 ohm มาใช้ก็ไช้ได้ครับ แต่มันก็ loss แถมจะเพิ่ม jitter ด้วยเนื่องจาก reflection เอามาใช้แบบสายสั้นๆคงไม่เป็นไร
แต่ถ้าเอาไปใช้กับเครื่องส่งกำลังสูงๆนี่ เครื่องส่งพังครับ

[pollock]

ออ อีกอย่าง สายดิจิตอล coax มี 50, 75, และ 95ohm

เคยมีการพูดคุยไว้ในกระทู้เก่าเกี่ยวกับเรื่องเสียงของค่า ohm ต่างไว้ ถ้าผมจำไม่ผิดนะครับ
ว่า 50ohm นั้นจะได้เสียงต่ำดีแต่ในเรื่องเสียงสูงทำได้ไม่ดี ส่วน 95ohm จะได้เสียงสูงดีแต่ในเรื่องเสียงต่ำทำได้ไม่ดี

จึงเลือกใช้ที่ 75ohm ซึ่งเป็นค่ากลาง

*ข้อมูลนี้ผมเคยอ่านนานแล้ว ซึ่งตอนนี้ผมหากระทู้นนั้นไม่เจอ หากผิดพลาดประการใด ต้องขออภัยมา ณ ที่นี้ด้วยครับ

[chairat]

เพราะสามารถต่อเข้ากับสายอากาศแบบไดโพลครึ่งความยาวคลื่น
โดยไม่ต้องใช้วงจรแมทชิง เพื่อส่งทอดพลังงานสูงสุดครับ

อิมพิแดนซ์ขาเข้าของสายอากาศไดโพล
มีค่าเป็น  Zin = 75 + j42.5  ohm ครับ

[pollock]

ลองดูที่นี่ครับ

http://www.htg2.net/index.php?topic=24513.0

http://www.audio-teams.com/webboard/?ca1=16&id=43486

อาจจะพอเป็นประโยชน์บ้าง

[Milestone]

สงสัยว่ามันต่างจากสายธรรมดายังไงครับ ค่าความต้านทานมันนิดเดียวเอง