Koax Kabel, Leiter Verständisfragen

von Bernd schrieb:
>Sieht meine Quelle das Koax
>Kabel dann als reine 50 Ohm Impedanz (da die Terminierung das "aufhebt")
>ODER ist immer noch eine Kapazitive und Induktive Last (wegen dem Kabel)
>vorhanden, die mein System belasten ?

Kapazitive und Induktive Last gleichzeitig geht nicht,
bei Fehlanpassung gibt es eine Kapazitive oder Induktive
Last. Siehe zum Beispiel Schwingkreis in Resonanz, Kapazität
und Induktivität heben sich auf. Die Quelle sieht dann
eine rein Ohmsche Last. Bei Anpassung sieht die Quelle
eine rein Ohmsche Last.

>2) Ich habe kein terminiertes bzw. sehr schlecht terminiertes System.
>Sieht meine Quelle dann das Koax Kabel als eine Kapazität und
>Induktivität, welche das System belasten?

Die Quelle sieht dann eine Kapazität oder Induktivität
abhängig von der Länge des Kabels oder fast einen
Kurzschluß oder Leerlauf.

Günter Lenz schrieb:
> Die Quelle sieht dann
> eine rein Ohmsche Last. Bei Anpassung sieht die Quelle
> eine rein Ohmsche Last.

Das bedeutet, dass die Länge des Kabels, außer von der Dämpfung gesehen, 
keine große Rolle spielt, da keine Kapazitive Last betrieben werden muss 
?!
Nehmen wir ein kurzes theoretisches Beispiel: 10 m Koax Kabel, 
terminiert, gegen ein normales Kabel. Da hat doch das terminierte Koax 
System doch nur Vorteile, da die Quelle keine Kapazitive Last tragen 
muss. Beim normalen Kabel müsste die Quelle eine riesen große Kapazitive 
Last betreiben, was nicht immer einfach ist. Sehe ich das richtig? 
(Abgesehen davon dass im Terminierten System nur die Hälfte der Spannung 
vorhanden ist)

>>2) Ich habe kein terminiertes bzw. sehr schlecht terminiertes System.
>>Sieht meine Quelle dann das Koax Kabel als eine Kapazität und
>>Induktivität, welche das System belasten?
>
> Die Quelle sieht dann eine Kapazität oder Induktivität
> abhängig von der Länge des Kabels oder fast einen
> Kurzschluß oder Leerlauf.

Wie kommt das zustande, ob Kapazitiv oder Induktiv dominiert? Das hängt 
doch eher von der Frequenz ab, wie groß die Blindwiderstände werden?!

Vielen Dank für die Antwort!

Bernd schrieb:
> Nehmen wir ein kurzes theoretisches Beispiel: 10 m Koax Kabel,
> terminiert, gegen ein normales Kabel. Da hat doch das terminierte Koax
> System doch nur Vorteile, da die Quelle keine Kapazitive Last tragen
> muss. Beim normalen Kabel müsste die Quelle eine riesen große Kapazitive
> Last betreiben, was nicht immer einfach ist. Sehe ich das richtig?

Nicht ganz.
Auch ein 'normales' Kabel hat einen Wellenwiderstand. Und auch da kannst 
du anpassen oder eben nicht. Nur ist es meist so, dass das eine 
spezifizierte Eigenschaft beim Koaxkabel ist, weil der Aufbau klar 
definiert und recht konstant ist.
Bei anderen Kabeln weiß man meist nicht viel darüber und es ist stark 
abhängig von der Art der Verlegung, letztlich von der Geometrie zwischen 
Hin- und Rückleiter und dem Isolationsmedium. Deshalb kann er auch 
deutlich schwanken im Verlauf der Leitung.
Und eine 'riesige' Kapazität gibt es da sowieso nicht, denn auch die 
normale Leitung hat beides, Kapazität zum Rückleiter und Induktivität 
entlang der Leitung. Das Ergebnis kann also neben kapazitiv auch 
induktiv oder im Idealfall rein ohmisch sein. Sonst wäre ja meine obige 
Aussage falsch :-).

Sobald du aber nicht einen reinen Sinus überträgst, sondern ein 
gemischtes oder gar rechteckiges Signal, sieht der Sender alles andere 
als eine rein ohmsche Last. Dann wird es wieder viel komplexer.

HildeK schrieb:
> Bei anderen Kabeln weiß man meist nicht viel darüber und es ist stark
> abhängig von der Art der Verlegung, letztlich von der Geometrie zwischen
> Hin- und Rückleiter und dem Isolationsmedium.
Nicht nur die Geometrie zwischen den Leitern, sondern auch der 
Durchmesser der beiden Einzelleiter geht in die Impedanz ein.
https://de.wikipedia.org/wiki/Flachbandleitung#Parameter

Wolfgang schrieb:
> Nicht nur die Geometrie zwischen den Leitern, sondern auch der
> Durchmesser der beiden Einzelleiter geht in die Impedanz ein.

Gut, ich hätte schreiben sollen "die Geometrie der Anordnung".
Schließlich gehört der Leiterdurchmesser auch zur Geometrie :-).

HildeK schrieb:
> Nicht ganz.
> Auch ein 'normales' Kabel hat einen Wellenwiderstand. Und auch da kannst
> du anpassen oder eben nicht.

Ok, dann besser gesagt:
Der vergleich zwischen einem gut Terminierten System und einem nicht 
terminierten System, sofern Reflexionen "noch" keine Rolle spielen.
Da wäre das terminierte System doch immer im Vorteil ?

HildeK schrieb:
> Und eine 'riesige' Kapazität gibt es da sowieso nicht, denn auch die
> normale Leitung hat beides, Kapazität zum Rückleiter und Induktivität
> entlang der Leitung.

Aber es wird doch immer "gesagt" bzw in Ersatzschaltbilern gezeigt, dass 
die Quelle dann eine große Kapazitive Last betreiben muss bei langen 
Kabeln ?

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Sobald du aber nicht einen reinen Sinus überträgst, sondern ein
> gemischtes oder gar rechteckiges Signal, sieht der Sender alles andere
> als eine rein ohmsche Last. Dann wird es wieder viel komplexer.

Kannst du etwas mehr dazu sagen bitte?
Sieht die Quelle bei einem Rechtecksignal nicht mehr die rein 50 Ohm 
Last, bei einem terminierten System ?

Bernd schrieb:
> Kannst du etwas mehr dazu sagen bitte?
> Sieht die Quelle bei einem Rechtecksignal nicht mehr die rein 50 Ohm
> Last, bei einem terminierten System ?

Sicher kannst du dir vorstellen, dass jedes kabel bei 0 Hz (also 
Gleichstrom) einen unendlich hohen Widerstand zwischen den beiden 
Leitern hat. Da sieht der Sender also nur den Abschlusswiderstand.

Bei unendlich hoher Frequenz überwiegt aber der kapazitive Anteil. Je 
höher die Frequenz ist, umso mehr belastet das Kabel den Sender.

Bei idealen Rechteck-Signalen hast du unendlich viele hohe Frequenzen. 
Je höher die Frequenz, umso höher die Belastung des Senders. Zusammen 
mit dem Ausgangswiderstand des Senders werden daher die Flanken der 
Rechtecke schon Senderseitig abgeflacht. Das kannst du dir ja mal auf 
einem Oszilloskop anschauen.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Sobald du aber nicht einen reinen Sinus überträgst, sondern ein
> gemischtes oder gar rechteckiges Signal, sieht der Sender alles andere
> als eine rein ohmsche Last. Dann wird es wieder viel komplexer.

Das ist voll der Käse.

Allein die Unterscheidung "gemischtes oder gar rechteckiges Signal"
deuted darauf hin dass du hier mal wieder überhaupt keine Ahnung hast.

Bernd, höre nicht auf den Käse von Stefan.

Mitlesa schrieb:
> Bernd, höre nicht auf den Käse von Stefan.

Unter einem rechteckigen Signal verstehe ich die extremste denkbare Form 
von gemischtem Signal. Ich nenne es extra separat, weil das vielen User 
hier nicht bewusst ist. Viele Leute gehen davon aus, dass ein 50 Hz 
Rechtecksignal nur 50 Hz enthalten würde und wundern sich dann, dass 
"nur" 30cm Kabel für ein LC-Display zu viel sein können.

Ich hatte eine Ausbildung zum Kommunikationselektroniker, da lernt man 
so etwas.

Abgesehen davon würde ich dich bitten, meinen "Käse" durch korrekte 
fachliche Informationen zu ergänzen, falls du mehr als nur heiße Luft zu 
bieten hast.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Unter einem rechteckigen Signal verstehe ich die extremste denkbare Form
> von gemischtem Signal.

Was du darunter verstehst und was "man" darunter versteht ist
ein grosser Unterschied. Und du beginnst dich jetzt wieder mit
viele Worten herauszureden.

Bernd, höre nicht auf den Käse von Stefan.

Mitlesa schrieb:
> Und du beginnst dich jetzt wieder mit viele Worten herauszureden.
> Bernd, höre nicht auf den Käse von Stefan.

Wo sind dein deine fachlich hilfreichen Informationen?

Ich sehe hier nur einen persönlichen Angriff von Dir ohne Futter 
dahinter. Das habe ich nicht nötig, du aber anscheinen schon. Wer nichts 
zu bieten hat, muss andere unter sein eigenes Niveau bringen, um sich 
gut zu fühlen. Das kannst du gerne tun, aber nicht mit mir und nicht 
hier. RTL steht auf solche Leute, die geben Dir eine Plattform im 
Vormittagsprogramm.

Ganz feige finde ich auch dieses Verstecken hinter anonymen Accounts. 
Wer bist du wirklich? Sage es, wenn du zu dem stehst, was du von Dir 
gibst! Dann können wir diese Sache privat klären.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Bei unendlich hoher Frequenz überwiegt aber der kapazitive Anteil.
Unendlich hoher Frequenz sind mir jetzt noch nicht begegnet, aber bei 
einem Koax-Kabel ist die Impedanz in dem Bereich, wo es was taucht, also 
dielektrische Verluste und dgl. mal außer Acht gelassen, konstant und 
real, z.B. 50Ω.
Du solltest dir mal vergegenwärtigen, dass das Ersatzschaltbild eines 
Kabels aus Kapazitäten und Induktivitäten besteht und dir überlegen, 
was wie wohl der Einfluss des induktiven Anteils bei zunehmender 
Frequenz ist.
Guck dir einfach mal ein Smith-Chart von einem idealen Kabel an.

Warum erklärt denn keiner, wie die Frequenzabhängigkeit sich genau 
auswirkt, warum nur Vorwürfe? Weiß es keiner?

Also: Ein offenes Kabel wirkt bei niedrigen Frequenzen kapazitiv. Bei 
der halben Wellenlänge wirkt es wie ein Kurzschluss, danach induktiv bis 
zur ganzen Wellenlänge, wo es "gar nicht wirkt" (Impedanz theoretisch 
unendlich). Dann wird es wieder kapazitiv, Kurzschluss, induktiv...

Ein kurzgeschlossenes Kabel wirkt bei niedrigen Frequenzen induktiv. Bei 
der halben Wellenlänge ist die Impedanz sehr hoch, danach bis zur ganzen 
Wellenlänge, kapazitiv. Dann wird es wieder induktiv, hochimpedant, 
kapazitiv, Kurzschluss, induktiv...

Es gibt also mit steigender (oder fallender) Frequenz abwechselnd 
Parallel- und Serienresonanzstellen.

Am Ende offene oder kurzgeschlossene Kabel werden auch als Ersatz für 
Resonanzkreise in Filtern verwendet.

>Bei unendlich hoher Frequenz überwiegt aber der kapazitive Anteil. Je
höher die Frequenz ist, umso mehr belastet das Kabel den Sender.

>Bei idealen Rechteck-Signalen hast du unendlich viele hohe Frequenzen.
Je höher die Frequenz, umso höher die Belastung des Senders. Zusammen
mit dem Ausgangswiderstand des Senders werden daher die Flanken der
Rechtecke schon Senderseitig abgeflacht. Das kannst du dir ja mal auf
einem Oszilloskop anschauen.

maximaler Muell, in die tonne.
................................
Der einfache Fall : Ein terminiertes Kabel hat am Eingang die 
Abschlussimpedanz. Von DC bis zur spezifizierten Grenzfrequenz.

Die komplizierteren Faelle.
Ein offenes Kabel. ist bei tiefen Frequenzen kapazitv. Bei DC hat ein 
Koax 100pF/m. Bei zunehmender Frequenz wird die Kapazitaet kleiner, und 
hat bei einer Laenge von Wellenlaenge viertel einen Kurzschluss. Bei 
weiter zunehmender Frequenz wird die Leitung nun induktiv. und bei 
Wellenleange Halbe ist sie dann wieder offen, periodisch.

Gerald K. schrieb:
> Ist nicht der Wellenwiderstand einer langen Leitung unabhängig von der
> Frequenz?

Natürlich ist das so, aber du wirst Stefan nicht "bekehren" können. Der 
glaubt fest an seine alternativen Fakten. Vielleicht hat er ja auch 
schon Desinfektionsmittel geschluckt.

Das ist die Tragik diese Forums, dass hier immer wieder mit Überzeugung 
physikalisch völlig absurde Behauptungen vorgetragen werden, Anfänger 
können daher mit den Pseudo-Informationen hier überhaupt nichts 
anfangen.

Georg

georg schrieb:
> Natürlich ist das so, aber du wirst Stefan nicht "bekehren" können.

Doch durchaus. Menschen irren sich, ich bin mir außerdem bewusst, dass 
in meinem Alter das Gedächtnis unbemerkt nachlässt, auf das man sich 
früher hundert prozentig verlassen konnte.

Ich habe Mitlesa nicht umsonst zweimal gebeten, seine Hinweise bezüglich 
"Käse" mit fachlichem Futter zu hinterlegen. Ich wollte korrigiert 
werden.

Das habt ihr nun an seiner Stelle getan, ich bedanke mich dafür.

Der Zahn der Zeit schrieb:
>Also: Ein offenes Kabel wirkt bei niedrigen Frequenzen kapazitiv.
Ja

>Bei der halben Wellenlänge wirkt es wie ein Kurzschluss,
Nein, bei 1/4 Wellenlänge wirkt es wie ein Kurzschluss,
danach wird es induktiv, bei 1/2 Wellenlänge ist es
hochohmig, danach wieder kapazitiv, bis bei 3/4 Wellenlänge
wieder ein Kurzschluss ist. Bei einem richtig abgeschlossenen
Kabel sieht der Sender immer eine Ohmsche Last, egal ob nun
Rechteck oder Sinus. Bei einem sehr sehr langen 50 Ohm Kabel,
bei dem die Dämpfung fast alles auffrißt sieht der Sender
immer einen ohmschen Widerstand von 50 Ohm egal ob am Ende
ein Kurzschluß oder offen ist.

Günter Lenz schrieb:
> Bei einem sehr sehr langen 50 Ohm Kabel,
> bei dem die Dämpfung fast alles auffrißt sieht der Sender
> immer einen ohmschen Widerstand von 50 Ohm egal ob am Ende
> ein Kurzschluß oder offen ist.

Was ist mit dem Gleichstromwiderstand der mit der Länge des Kabels 
zuminnt? Der wird vermutlich nicht unsichtbar.

Zuerst Vielen Dank für die guten Beiträge.

Der Zahn der Zeit schrieb:
> Also: Ein offenes Kabel wirkt bei niedrigen Frequenzen kapazitiv. Bei
> der halben Wellenlänge wirkt es wie ein Kurzschluss, danach induktiv bis
> zur ganzen Wellenlänge, wo es "gar nicht wirkt" (Impedanz theoretisch
> unendlich). Dann wird es wieder kapazitiv, Kurzschluss, induktiv...

1) Ich habe mir das skizzenhaft einfach mal als mehrere Glieder L und C 
aufgezeichnet. Bei niedriger Frequenz ist XL sehr klein, XC sehr groß. 
Daher das Kapazitive Verhalten bei OFFENER Leitung?

> Ein kurzgeschlossenes Kabel wirkt bei niedrigen Frequenzen induktiv. Bei
> der halben Wellenlänge ist die Impedanz sehr hoch, danach bis zur ganzen
> Wellenlänge, kapazitiv. Dann wird es wieder induktiv, hochimpedant,
> kapazitiv, Kurzschluss, induktiv...

2) Bei kurzgeschlossener Leitung und niedriger Frequenz ist L durch den 
niedrigen Blindwiderstand fast nicht vorhanden, XC wird kuurzgeschlossen 
und als letztes Glied bleibt L übrig. Richtig?

ABER:
3) Ich sehe (theoretisch gesehen) gerade NUR Vorteile, ein System 
bestehend aus Koax Kabel mit korrekt abgeschlossenem Widerstand zu 
verwenden. Selbst bei niedrigen Frequenzen, damit die Kapazität oder 
Induktivität mich(=Quelle) bei langen Leiter nicht belasten.
Sehe ich das richtig? Somit sieht die Quelle nur resistive 50 Ohm und es 
gibt keine Probleme wegen Kapazitiven/Induktiven Verhalten ?! (Außer die 
Hälfte der Amplitude wegen 50 -50 Spannungsteiler)

Und bei hohen Frequenzen ist der einzige Nachteil die Dämpfung die wegen 
dem Skin Effekt größer wird?

Bernd schrieb:
> Ich sehe (theoretisch gesehen) gerade NUR Vorteile

Dann stelle dir mal einen alten Drucker mit parallel-Port vor. Der hat 
13 Leitungen, falls ich mich korrekt erinnere.

13  mal 5 Volt / 50 Ohm ergibt 1,3 Ampere oder 6,5 Watt nur für dieses 
eine Kabel!

Bernd schrieb:
> Ich sehe  gerade NUR Vorteile

Der Trend geht ganz klar dahin, Leitungen so zu nutzen. Nur überträgt 
man Daten dann eher seriell als parallel. Siehe DSL, USB, Ethernet, CAN, 
RS-485.

Lediglich der Druck (von wo eigentlich?) zu immer höheren Bitraten 
treibt die Hersteller dazu, doch wieder mehrere solcher Leitungen 
parallel zu nutzen. Spätestens wenn die Kabel mehr als 8 Adern haben 
werden muss man sich aber schon fragen, ob und wo der Aufwand noch 
sinnvoll ist.

Gerald K. schrieb:
> lässt sich die Frequenz nicht herauskürzen.

Ja, aber: in der Praxis, d.h. ein wohldefiniertes Koaxkabel, ist R (der 
Längswiderstand) sehr klein und G ebenfalls unbedeutend, daher ist die 
Gleichung mit L/C eine Näherung, aber eine sehr gute.

Daher ist ein solches Kabel mit passendem Abschluss auch am besten 
geeignet zur Übertragung von Frequenzgemischen wie Rechtecksignalen, im 
Gegensatz zu einigen weiter oben aufgestellten unsinnigen Behauptungen 
ist das die beste Möglichkeit, Rechtecksignale formgetreu zu übertragen. 
Nur bei Fehlanpassung werden die Flanken verschliffen oder bilden 
Überschwinger.

In der Messtechnik ist das täglich Brot, Generatoren liefern Signale mit 
50 Ohm Innenwiderstand, und nach Übertragung mit einem 50-Ohm Koaxkabel 
kommt an einem Oszi-Eingang mit 50 Ohm auch genau die gleiche Signalform 
an. Anscheinend sind die Ingenieure bei Textronix, HP usw. und ihre 
Anwender doch nicht ganz so blöd wie manche hier vermuten, die es 
angeblich besser wissen.

Georg

Gerald K. schrieb:
> Daher werden schnelle  Datenübertragungen auch bei kurzer Leitung mit
> einer Ader durchgeführt. Z.B, SATA, I2C

I2C gehört nicht in diese Aufzählung! PCIe-Lanes schon eher. Oder die 
MGTs bei Xilinx-FPGAs.
Das Problem mit den unterschiedlichen Signallaufzeiten ist dann 
praktisch keines, wenn man die Leitungslängen gleich macht. Da kommt 
m.E. vorher die Dämpfung der Leitung sowie der Frequenzgang auf Grund 
nichtidealer Gegebenheiten zur Bedeutung.

Joachim B. schrieb:
> du müsstest aber jünger sein als ich oder hast du so spät gelernt?

Kommt drauf an wie alt du bist. Ich bin auf jeden Fall deutlich über 40 
und habe zwei Teenager, die mich schneller altern lassen. Verglichen mit 
kinderlosen bin ich quasi 60. Rente bekomme ich aber erst mit 100 :-)

Joachim B. schrieb:
> Vielleicht hast du nicht tief genug gelernt?

Mir fehlt die Praxis. Die frisch umbenannte Telekom (früher Post) hatte 
damals von 400 Düsseldorfer Azubis nur 5 übernommen und in den Osten 
versetzt. Die restlichen 395 mussten sich einen anderen Job suchen. 
Vielleicht war das am Ende sogar besser, mit Softwareentwicklung 
verdient man mehr und bequemer.