Pourquoi un câble coaxial 50 Ω se comporte comme 50 Ω testé en AC, pas en DC

Pourquoi un câble coaxial 50 Ω se comporte comme 50 Ω testé en AC, pas en DC

Lorsque j'ai rencontré pour la première fois une longueur de câble coaxial étiquetée « 50 Ω » sur sa gaine extérieure, j'ai été perplexe. Le câble coaxial est un système à deux conducteurs : un conducteur central entouré d'un blindage tressé, avec un diélectrique séparant les deux. La tresse entoure complètement le cœur, les isolant sur toute la longueur. Cette construction rend le coaxial idéal pour transmettre des signaux faibles, de faible amplitude, avec un excellent blindage contre les interférences externes.

Compte tenu de l'isolation physique, je m'attendais à ce que la résistance entre le blindage et le cœur soit infinie, et en effet, un ohmmètre l'a confirmé : une mesure en courant continu à travers les deux conducteurs indique un circuit ouvert. Chaque conducteur, mesuré bout à bout, présente la résistance proche de zéro typique d'un fil continu.

Alors d'où vient le « 50 Ω » ? La réponse réside dans la façon dont le câble se comporte face aux signaux changeant rapidement, et non au courant continu stable. Dans une ligne de transmission, la capacité distribuée entre les conducteurs et l'inductance des chemins de courant forment ensemble une impédance caractéristique qui est finie et dépendante de la fréquence. Pour le coax RG-58 standard, cette impédance est de 50 Ω aux fréquences RF.

Lorsqu'un signal alternatif haute fréquence ou une impulsion à front rapide est appliqué, le câble n'agit pas comme un simple couple de fils isolés. Au lieu de cela, il présente une charge de 50 Ω à la source, tirant un courant proportionnel à la tension appliquée. Cette propriété est la raison pour laquelle le coax est omniprésent dans les communications RF, les réseaux informatiques, et même dans la protection des lignes électriques contre les transitoires de surtension.

En revanche, aux basses fréquences de 50 Hz ou 60 Hz, ou dans les circuits en courant continu, les effets capacitifs et inductifs sont négligeables, donc l'impédance caractéristique du câble est effectivement sans importance. C'est pourquoi, jusqu'à ce que nous explorions la théorie des lignes de transmission, nous n'avions jamais à nous en soucier dans les études de circuits de base.

En résumé, l'étiquette 50 Ω sur un câble coaxial fait référence à son impédance caractéristique pour les signaux haute fréquence ou transitoires, et non à une mesure de résistance en courant continu.

Construction du câble coaxial.

FICHES CONNEXES :

• Fiche d'impédance caractéristique