CadaCable Micro Coaxialtiene una impedancia característica — la relación de voltaje a corriente para una onda electromagnética viajera, determinada por el diámetro del conductor, la constante dieléctrica y la geometría del blindaje. Las dos impedancias estándar son 50 Ω y 75 Ω. Elegir incorrectamente causa reflexiones de desajuste de impedancia que degradan la calidad de la señal, reducen la precisión de las mediciones y pueden dañar transductores sensibles.
Esta guía explica cuándo especificar 50 Ω frente a 75 Ω en sistemas de cable micro coaxial, centrándose en la aplicación más relevante para cables de calibres finos (36–50 AWG): imagenología por ultrasonido, inspección NDT, transmisión de video e instrumentación RF.
La física — Por qué existen dos impedancias estándar
La impedancia característica de un cable coaxial depende de tres parámetros físicos: la relación del diámetro interno del blindaje (D) al diámetro externo del conductor (d), y la constante dieléctrica (Dk) del material aislante entre ellos.
Z₀ = (138 / √Dk) × log₁₀(D/d)
Para dieléctrico de aire (Dk = 1.0), emergen dos impedancias especiales de la teoría electromagnética:
77 Ω — atenuación mínima. La relación D/d que minimiza la pérdida de señal por unidad de longitud. Redondeada a 75 Ω para estandarización práctica.
30 Ω — manejo máximo de potencia. La relación D/d que maximiza la potencia que un cable puede transportar antes de la ruptura dieléctrica.
50 Ω es el compromiso geométrico entre la atenuación mínima (75 Ω) y el manejo máximo de potencia (30 Ω). Se estandarizó para sistemas RF/microondas donde tanto el manejo de potencia moderado como la atenuación razonable son importantes.
Para cables micro coaxiales modernos que utilizan dieléctrico de ePTFE (Dk ≈ 1.45), la impedancia de atenuación mínima se desplaza a aproximadamente 65 Ω, pero los estándares de 50/75 Ω permanecen sin cambios por compatibilidad histórica.
50 Ω frente a 75 Ω — Guía rápida de decisiones
| Aplicación | Impedancia estándar | Por qué |
| Ultrasonido médico (todos los tipos) | 50 Ω | Ajuste de impedancia del transductor, estándar de formador de haz |
| Ultrasonido NDT (PAUT, TOFD, UT) | 50 Ω | Impedancia de entrada del instrumento, ajuste del pulser |
| Catéteres IVUS / ICE | 50 Ω | Impedancia del elemento del transductor |
| Video analógico (composite, HD-SDI) | 75 Ω | Estándar de transmisión, atenuación mínima |
| Instrumentación RF (VNA, espectro) | 50 Ω | Estándar de equipos de prueba |
| Alimentación de antena | 50 Ω | Compromiso entre manejo de potencia y atenuación |
| Televisión por cable / CATV | 75 Ω | Distribución de video, pérdida mínima |
| Digital de alta velocidad (USB, HDMI) | Por protocolo | USB: 90 Ω diferencial; HDMI: 100 Ω diferencial |
Para cables micro coaxiales en medicina y NDT, la respuesta es casi siempre 50 Ω. La opción de 75 Ω existe para aplicaciones específicas de video y RF donde la impedancia del sistema está diseñada alrededor de 75 Ω.
Por qué el ultrasonido usa 50 Ω
Los elementos del transductor de ultrasonido no son puramente resistivos — tienen impedancia compleja que varía con la frecuencia. Sin embargo, las redes de adaptación eléctrica (inductores y transformadores) entre el elemento del transductor y el cable están diseñadas para presentar aproximadamente 50 Ω al cable. La electrónica de transmisión/recepción del formador de haz también presenta una impedancia de entrada/salida de 50 Ω.
Esto crea un sistema de 50 Ω: transmisor (50 Ω) → cable (50 Ω) → red de adaptación → elemento del transductor → red de adaptación → cable (50 Ω) → receptor (50 Ω).
Si se inserta un cable de 75 Ω en este sistema de 50 Ω, el desajuste de impedancia en cada extremo crea reflexiones. El coeficiente de reflexión de voltaje:
Γ = (75 − 50) / (75 + 50) = 0.20
Esto significa que el 4% de la potencia de la señal se refleja en cada interfaz de conector (20% de reflexión de voltaje, al cuadrado para potencia). En un viaje de ida y vuelta (transmitir y recibir), la pérdida de señal efectiva solo por desajuste es aproximadamente 0.35 dB — antes de contabilizar múltiples reflexiones que crean artefactos en el dominio del tiempo en la imagen de ultrasonido.
Para sistemas de ultrasonido con fase coincidente, las reflexiones de desajuste son aún más dañinas porque llegan en diferentes momentos en cada canal (dependiendo de la variación en la longitud del cable), creando errores sistemáticos de fase que degradan la precisión de la formación de haz.
Cuándo usar coaxial micro de 75 Ω
El cable micro coaxial de 75 Ω se especifica cuando la impedancia del sistema está diseñada alrededor de 75 Ω:
Transmisión de video analógico: Video compuesto (NTSC/PAL), HD-SDI y 3G-SDI son sistemas de 75 Ω. Los procesadores de video de endoscopia que utilizan interfaces de video analógico pueden requerir cables de 75 Ω desde la cabeza de la cámara hasta el procesador.
Instrumentos NDT específicos: Algunos detectores de fallas más antiguos o especializados tienen impedancia de entrada de 75 Ω. Siempre verifique la especificación de su instrumento. Los instrumentos PAUT modernos (OmniScan, TOPAZ, etc.) son uniformemente de 50 Ω.
Medición RF a 75 Ω: Analizadores de red y medidores de impedancia configurados para mediciones de 75 Ω (comunes en televisión por cable, transmisión y pruebas de antenas).
Interfaces de sensores personalizados: Algunos transductores y sensores de investigación están diseñados para 75 Ω para minimizar la atenuación del cable (75 Ω tiene aproximadamente un 12% menos de atenuación que 50 Ω a la misma frecuencia en la misma geometría de cable).
Diferencias físicas — 50 Ω frente a 75 Ω en el mismo AWG
| Parámetro | 42 AWG, 50 Ω | 42 AWG, 75 Ω | Diferencia |
| Diámetro del conductor | 0.064 mm | 0.064 mm | Igual |
| Diámetro exterior del dieléctrico (ePTFE) | 0.22 mm | 0.30 mm | 75 Ω necesita un D/d más grande |
| OD del cable | 0.48 mm | 0.55 mm | 75 Ω es ~15% más grande |
| Capacitancia | 95 pF/m | 67 pF/m | 75 Ω tiene un C 30% más bajo |
| Resistencia DC | Igual | Igual | Conductor sin cambios |
| Atenuación a 10 MHz | 0.8 dB/m | 0.7 dB/m | 75 Ω tiene ~12% menos |
| Cobertura de trenzado de blindaje | ≥ 85% | ≥ 82% | Diámetro de blindaje más grande |
Para lograr 75 Ω, el OD dieléctrico debe aumentar (mayor relación D/d en la fórmula de impedancia). Esto aumenta el OD total del cable en aproximadamente un 15%. Para aplicaciones con limitaciones de espacio (catéteres, endoscopios), este aumento de tamaño puede ser inaceptable — otra razón por la que 50 Ω domina en micro coaxial médico.
Desajuste de impedancia — Lo que realmente sucede
Cuando la impedancia del cable no coincide con la impedancia del sistema, ocurren reflexiones en cada transición de impedancia (conector, empalme, interfaz cable-instrumento). Los efectos incluyen:
Pérdida de señal: La energía reflejada de vuelta hacia la fuente reduce la amplitud de la señal entregada. En desajuste de 50/75 Ω: 0.18 dB de pérdida por transición (0.35 dB de ida y vuelta).
Artefactos en el dominio del tiempo: En sistemas pulsados (ultrasonido, NDT), las reflexiones aparecen como ecos fantasmas en momentos que corresponden al retraso de ida y vuelta del cable. En la imagenología por ultrasonido, estos aparecen como artefactos de línea horizontal.
Distorsión de fase: Las señales reflejadas interfieren con la señal primaria, creando distorsión de fase dependiente de la frecuencia. Degrada la resolución de la imagen en ultrasonido y la precisión en la medición de defectos en NDT.
Ondas estacionarias: A frecuencias específicas donde la longitud del cable es múltiplos enteros de medio ciclo, las ondas estacionarias crean picos y nulos en la respuesta de frecuencia. Afecta a los transductores de ultrasonido de banda ancha que operan entre 1 y 20 MHz.
Pérdida de retorno: La relación entre la potencia incidente y la reflejada. En coincidencia perfecta: pérdida de retorno = ∞ (sin reflexión). En desajuste de 50/75 Ω: pérdida de retorno = 14 dB. Aceptable para muchas aplicaciones; marginal para sistemas de coincidencia de fase de precisión.
Preguntas Frecuentes
¿Puedo usar un cable de 75 Ω en un sistema de ultrasonido de 50 Ω?
Técnicamente el sistema funcionará: una pérdida de retorno de 14 dB no es catastrófica. Sin embargo, la reflexión de potencia del 4% por interfaz reduce la relación señal-ruido (SNR), y las reflexiones en el dominio del tiempo pueden crear artefactos de imagen. Para trabajos de investigación o prototipos con cables cortos (< 0.5 m), el impacto puede ser aceptable. Para sondas de producción con cables de más de 2 metros y requisitos de coincidencia de fase, siempre use 50 Ω.
¿Por qué una menor capacitancia no hace que 75 Ω sea mejor para ultrasonido?
Una menor capacitancia (67 pF/m frente a 95 pF/m) reduciría la atenuación de la señal, pero esta ventaja se ve completamente anulada por la pérdida de reflexión del 4% en cada desajuste de impedancia. Un sistema de 50 Ω emparejado tiene una menor pérdida de inserción total que un cable de 75 Ω desajustado en un sistema de 50 Ω, a cualquier longitud de cable relevante para el ultrasonido médico.
¿Hay una diferencia de costo entre 50 Ω y 75 Ω?
Mínimo. Mismo conductor, mismo blindaje, ligeramente diferente OD dieléctrico. La diferencia de costo es < 5% en el mismo AWG. La elección siempre debe estar impulsada por la coincidencia de impedancia del sistema, no por el costo.
¿Tienen en stock tanto 50 Ω como 75 Ω?
50 Ω está disponible en 42 AWG y 44 AWG (la gran mayoría de la demanda). 75 Ω se fabrica bajo pedido en cualquier AWG con un tiempo de entrega de 2 a 4 semanas.
¿Qué pasa con los cables de 93 Ω o 95 Ω?
Estos existen en el mundo de los cables coaxiales más grandes (RG-62) para aplicaciones heredadas específicas (ARCNET, sistemas de pulso de IBM). No fabricamos coaxial micro de 93/95 Ω; no hay demanda en el mercado de coaxial micro. Si necesita una impedancia no estándar, podemos diseñar relaciones D/d personalizadas para lograr cualquier impedancia de 30 Ω a 120 Ω.
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