Beim Oszilloskop oder Spektrumanalysator wird das zu messende Signal häufig über ein Koaxialkabel übertragen. Diese Kabel sind in vielen verschiedenen Ausführungen und Größen erhältlich. Sie haben deshalb unterschiedliche Eigenschaften, die die Messung oder Art der Verwendung einschränken können. Deshalb ist es sinnvoll, beim Kauf auf den Kabeltyp zu achten.
Welches Kabel brauchen Sie? Die geläufigsten Kabeltypen werden im Folgenden beschrieben.
Ein N-Stecker - N-Stecker-Koaxialkabel vom Typ RG-223.
Anatomie eines Koaxialkabels
Einige Eigenschaften gelten für alle Koaxialkabel.
Zu den wichtigsten Faktoren, die die Kabeleigenschaften beeinflussen, gehören:
- Länge
- Durchmesser Kupfer
- Durchmesser Isolierung
- Art der Isolierung
- Stecker
- Impedanz
Impedanz und Abschwächung
Bei Messgeräten bezieht sich die Impedanz auf die innere Impedanz des Messgeräts. Dieser Wert wird oft um den Anschluss des Messgeräts herum angegeben und beträgt in der Regel 50 &ohm.
Variable Signale enthalten oft unterschiedliche Frequenzen. Diese Frequenzen können unterschiedlich wahrgenommen werden, was unter anderem von der Impedanz des Kabels abhängt. Je höher die Frequenz ist, desto leichter kann das Signal fehlerhaft werden. Das hat damit zu tun, dass sich das Kabel ab einer bestimmten Frequenz eher wie eine Übertragungsleitung verhält und weniger wie feine direkte Verbindung. Die zugrunde liegende Theorie beweist, dass die Nebeneffekte einer Übertragungsleitung bis zu einem gewissen Grad durch die Verwendung eines Kabels mit der gleichen Impedanz wie der Eingangsimpedanz des Messgeräts behoben werden können.
Die Impedanz eines Koaxialkabels ist auf dem Kabel nicht immer (deutlich erkennbar) angegeben. Halten Sie Kabel mit unterschiedlichen Impedanzen getrennt. Das liegt nicht unbedingt an einem verzerrten Eingangssignal, sondern kann auch dadurch verursacht werden, dass ein Kabel mit einer anderen Impedanz manchmal etwas andere Steckerabmessungen hat. Dies kann die Messgeräte beschädigen.
Außerdem ist es gut zu wissen, dass beim Durchlaufen eines gemessenen Signals durch das Kabel nicht alle Frequenzen mit dem gleichen Pegel ankommen. Dies gilt vor allem bei höheren Frequenzen. Wie stark bestimmte Frequenzen genau gedämpft werden, kann meistens auf dem Datenblatt des Kabels nachgelesen werden, das oft auf der Website des Herstellers als Download bereitsteht.
Beispiel eines Datenblatts mit verschiedenen Kabeltypen untereinander. Nicht jede Frequenz wird gleich stark gedämpft, einige Kabeltypen erbringen eine höhere Leistung als andere.
Stecker
Es liegt auf der Hand, dass ein Kabel nur dann verwendet werden kann, wenn die Anschlüsse mit den zu verwendenden Geräten übereinstimmen. Die Unterschiede bei den Verbindungen gibt es jedoch nicht ohne Grund, denn jede hat ihre eigenen Vor- und Nachteile.
Verschiedene Arten von Verbindungen (nicht maßstabsgetreu). Von links nach rechts: BNC, SMA, Typ-N, SMB.
BNC
Der BNC-Stecker ist einer der beliebtesten Anschlüsse für Messgeräte, insbesondere für Oszilloskope und Funktionsgeneratoren. Er ist robust und eignet sich für die meisten praktischen Messungen. Dieses Kabel kommt häufig für Frequenzen <4 GHz zum Einsatz. Letzteres macht es für HF-Messungen etwas weniger geeignet. Bei Geräten für höhere Frequenzen wird häufig der Typ-N (siehe unten) oder ein speziell angefertigter Stecker verwendet.
SMA
SMA-Stecker sind kleiner und können sehr hohe Frequenzen erreichen. Daher sind Funkgeräte wie Bluetooth-Dongles und WiFi-Boxen nicht immer verfügbar. Viele RF-Dongles (z. B. RTL-SDR) verwenden diese Ports für den Antennenanschluss.
Typ-N
SMA-Stecker sind kleiner und können sehr hohe Frequenzen übertragen. Deshalb findet man sie häufig auf Funkgeräten wie Bluetooth-Dongles und WiFi-Boxen. Viele HF-Dongles (z. B. der RTL-SDR) verwenden diese Anschlüsse für den Antennenanschluss.
SMB
SMB ist in der Praxis nicht stark verbreitet, doch er ist immer noch ein wichtiger, praktischer Anschluss. SMB unterscheidet sich von den anderen Steckertypen dadurch, dass er viel kleiner ist als SMA und keinen Schraubmechanismus hat. Es wird deshalb häufig in weitgehend modularen Geräten verwendet, um eine Komponente problemlos in eine andere zu stecken. Die Bandbreite ist ungefähr die gleiche wie bei BNCs.
Gängige Kabeltypen
Früher hat das Militär eine Reihe von Kabeltypen im so genannten „Radio Guide“, kurz RG, definiert. Viele dieser Typen werden auch heute noch in Labors verwendet. Nachstehend sind die gängigsten Typen aufgeführt.
RG-58
Der aufgrund seines attraktiven Preises am häufigsten verwendete Koaxialkabeltyp.
RG-223
Vergleichbar mit dem RG-58, aber mit wesentlich besserer Abschirmung.
RG-142
Stärkeres Kabel für noch leistungsfähigere Übertragungen und höhere Bandbreiten.
RG-213
Das stärkste Kabel aus unserem Sortiment, das bei hohen Frequenzen die geringsten Verluste aufweist. Aus diesem Grund eignet sich dieses Kabel ideal für Funkanwendungen und EMV-Prüfstände. Für längere Kabel ist dies ein Muss.
RG-316
Das stärkste Kabel aus unserem Sortiment, das bei hohen Frequenzen die geringsten Verluste aufweist. Aus diesem Grund eignet sich dieses Kabel ideal für Funkanwendungen und EMV-Prüfstände. Für längere Kabel ist dies ein Muss.
Vergleichstabelle
| Koax-Typ | RG-58 | RG-142 | RG-213 | RG-223 | RG-316 |
|---|---|---|---|---|---|
| Impedanz | 50 ± 2 Ω | 50 ± 2 Ω | 50 ± 2 Ω | 50 ± 2 Ω | 50 ± 2 Ω |
| Biegbarkeit | + | - | - - | + | + + + |
| Außendurchmesser (mm) | 5 | 4,95 | 10,3 | 5,4 | 2,6 |
| Maximale Leistung bei 1 GHz | 65 W | 380 W | 416 W | 80 W | 135 W |
| Frequenzbereich | 5,8 GHz | 6 GHz | 3 GHz | 6 GHz | 6 GHz |
| EM-Abschirmung (Durchschnitt) | + | + + + | + | + + + | + |
| Preis | € | € € € € € | € € € | € € | € € |
Auf Wikipedia finden Sie eine ausführlichere Liste von Kabeltypen.
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Welches Koaxialkabel brauche ich?
Prüfen Sie zunächst sorgfältig, welche Art von Anschlüssen für Ihre Ausrüstung erforderlich ist. Oszilloskope und Funktionsgeneratoren verwenden häufig BNC, während Spektrumanalysatoren oft Typ-N benötigen. Kleinere und HF-bezogene Produkte verwenden oft SMA.
Die Impedanz Ihrer Geräte ist für eine möglichst korrekte Übertragung des Messsignals maßgeblich. In den meisten Fällen sind dies 50 Ω einige Geräte verwenden jedoch 75.
Bei der Wahl des Kabeltyps haben Sie mehr Spielraum. Das RG-58 ist das günstigste Kabel und eignet sich für die meisten Anwendungen.
Falls Ihr Budget es zulässt, empfehlen wir das RG-223. Dies ist ein ausgezeichnetes Kabel mit doppelten Abschirmeigenschaften, das Messungen mit höherer Leistung ermöglicht.
Falls die maximale Leistung ein begrenzender Faktor ist, können Sie auch das RG-213 nehmen. Wenn ein hoher Leistungsdurchsatz in Kombination mit hoher Bandbreite erforderlich ist,verwenden Sie das RG-142. Für Kabel mit einer Länge von mehr als >5 Metern ist das RG-142 die einzige Wahl, da es die meisten Spezifikationen übertrifft. Es ist allerdings auch etwas kostspieliger.
Für kürzere Verbindungen eignet sich auch das RG-316. Dieses Kabel ist sehr kurz und flexibel, was den kompakten Anschluss von Messgeräten erleichtert.
