desacuerdo entre el cálculo teórico y la medición de la frecuencia de corte superior de un circuito basado en un cable coaxial RG58

Question

Para un cable coaxial RG58 de 100 metros, según la hoja de datos, la capacitancia del cable es de 10 nF y la inductancia es de 25 µH aproximadamente. Se aplica una tensión sinusoidal a la entrada de la línea con una fuente de 50 Ohm, y se conecta el extremo de la línea a un osciloscopio, modo HZ (1 MOhm//10 pF), acoplamiento AC. Esto da, según yo, el siguiente esquema:

El cable coaxial RG58 se sustituye por el elemento lumped R,L,G,C, G se desprecia. La simulación de este circuito con LTSpice, y el cálculo teórico dan una frecuencia de corte superior de 300 kHz aproximadamente. Sin embargo, yo personalmente hice la medición con un cable coaxial RG58 de 100 metros y el ancho de banda de -3 dB medido es de 5 MHz aproximadamente. (No recuerdo el valor exacto de la medición, lo siento) El modelo de cable coaxial (imagen inferior) da un valor que coincide perfectamente con la medición

Una vez más, no tengo una captura de pantalla del resultado de la simulación, lo siento.

No entiendo por qué la medición y la simulación del cable coaxial dan una frecuencia de corte superior a la dada teniendo en cuenta sólo el efecto teórico de la capacitancia parásita. Todos los fenómenos físicos que he despreciado como el efecto piel, o la conductancia del dieléctrico deberían bajar la frecuencia de corte superior.

Answer 1

Tienes que modelar tu línea de lumped en cantidades mucho más pequeñas, como "por metro". En este momento la estás modelando como "por 100 metros" y eso te dará graves problemas por encima de una frecuencia bastante baja.

Consideremos que 25 uH y 10 nF tienen una frecuencia de resonancia de: -

$$\dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}} = 318 \text{ kHz}$$

Y evidentemente ese es el problema de utilizar un trozo de línea igual a 100 metros. Si sólo te interesan las frecuencias de unas decenas de kHz, un modelo de 100 metros estaría bien. Así que toma la frecuencia máxima que te interesa y conviértela en una longitud de onda, por lo que 5 MHz tiene una longitud de onda de 60 metros. Ahora asegúrate de que la longitud del modelo no es mayor que la vigésima parte de esta distancia, es decir, 3 metros.