अत्यंत सूक्ष्म AWG माइक्रो समाक्षीय केबल्स में प्रतिबाधा स्थिरता (50Ω / 75Ω) का महत्व: घीटज़ ट्रांसमिशन को प्रभावित करने में 0.01 मिमी के आयाम विचलन का क्यों होता है प्रभाव

उच्च-गति और उच्च-आवृत्ति सिग्नल संचरण में, "50Ω / 75Ω प्रतिबाधा स्थिरता" एक ऐसा विषय है जिससे इंजीनियर कभी भी बच नहीं सकते। विशेष रूप से जब 38–50 AWG जैसे अत्यंत सूक्ष्म समाक्षीय केबल का उपयोग किया जाता है, तो तब एक स्पष्ट रूप से छोटा विचलन 0.01 मिमी भी GHz स्तर पर "बढ़ाया" जा सकता है, जिससे महत्वपूर्ण सिग्नल प्रतिबिंब और प्रदर्शन में कमी आ सकती है।

इस लेख में उच्च-आवृत्ति संचरण और प्रतिबाधा के मूल सिद्धांतों की व्याख्या की गई है, जो सूक्ष्म समाक्षीय संरचनाओं की ज्यामितीय विशेषताओं के साथ संयुक्त होती है, जिससे यह स्पष्ट होता है कि सूक्ष्म केबल आयामी सहनशीलता के प्रति क्यों अत्यधिक संवेदनशील होते हैं। इसमें प्रतिबाधा स्थिरता को नियंत्रित करने में Hotten की इंजीनियरिंग क्षमताओं का भी परिचय दिया गया है।

1. उच्च-आवृत्ति संचरण और प्रतिबाधा की मौलिक अवधारणाएँ

कम-आवृत्ति या बिजली अनुप्रयोगों में, हम अक्सर चालक अनुप्रस्थ काट, प्रतिरोध, वोल्टेज ड्रॉप और तापमान वृद्धि पर ध्यान केंद्रित करते हैं।

हालांकि, **उच्च-आवृत्ति संकेत संचरण** में, सबसे महत्वपूर्ण विद्युत पैरामीटर्स में से एक बन जाता है **विशिष्ट प्रतिबाधा (Z₀)**।

विशिष्ट प्रतिबाधा क्या है?

विशिष्ट प्रतिबाधा एक संकेत संचरण लाइन का एक अंतर्निहित गुण है जो चालक संरचना, इन्सुलेशन सामग्री और ज्यामितीय आयामों द्वारा निर्धारित होता है। समाक्षीय केबल के लिए, दो सामान्य मानक हैं:

• **50Ω** – आरएफ, माइक्रोवेव और उच्च-गति डिजिटल संकेतों में उपयोग किया जाता है

• **75Ω** – वीडियो और इमेजिंग संचरण में उपयोग किया जाता है

उच्च आवृत्तियों पर, यदि स्रोत, केबल, कनेक्टर और लोड की प्रतिबाधाएँ मेल नहीं खाती हैं, तो असंततताओं पर **परावर्तन होते हैं**, जिसके कारण होते हैं:

• वापसी हानि में वृद्धि

• सम्मिलन हानि में वृद्धि

• आई-आरेख का संकुचन और उच्च BER

• छवि में शोर, भूत जैसे प्रभाव या बर्फ जैसे कलंक

इसलिए, जब **GHz रेंज** में संचालन किया जाता है, तो प्रतिबाधा स्थिरता अत्यंत महत्वपूर्ण हो जाती है।

2. माइक्रो-कोएक्स संरचना और प्रतिबाधा के बीच ज्यामितीय संबंध

समलेखीय संरचनाओं के लिए, विशिष्ट प्रतिबाधा मुख्य रूप से निर्धारित होती है:

• आंतरिक चालक का व्यास (d)

• इन्सुलेशन आंतरिक/बाहरी व्यास (माइक्रो-कोएक्स के लिए अक्सर बाहरी D)

• परावैद्युत स्थिरांक (εr)

• शील्डिंग कवरेज और संरचना

सरल शब्दों में:

**Z₀, D/d अनुपात और εr पर मुख्य रूप से निर्भर करता है**।

सामग्री अपरिवर्तित होने पर:

• मोटा आंतरिक कंडक्टर / पतला परावैद्युत → Z₀ कम हो जाता है

• पतला आंतरिक कंडक्टर / मोटा परावैद्युत → Z₀ बढ़ जाता है

चूंकि सूक्ष्म-समाक्षीय के बाहरी व्यास अक्सर **0.08–0.30 मिमी** की सीमा में होते हैं, कोई भी छोटा आयामी परिवर्तन D/d अनुपात और इस प्रकार प्रतिबाधा को काफी प्रभावित करेगा।

झाग वाले इन्सुलेशन (फोम्ड PFA/PTFE) प्रभावशीलता के निम्न εr और वैद्युत चुम्बकीय क्षेत्र वितरण पर इसके प्रभाव के कारण संवेदनशीलता को और बढ़ा देते हैं।

3. गीगाहर्ट्ज़ आवृत्तियों पर 0.01 मिमी विचलन क्यों बढ़ जाता है?

हालांकि 0.01 मिमी बहुत छोटा लगता है, 0.08–0.30 मिमी सूक्ष्म-समाक्षीय के लिए यह एक बड़ा सापेक्ष विस्थापन दर्शाता है:

• 0.30 मिमी OD पर → 0.01 मिमी ≈ 5%

• 0.08 मिमी OD पर → 0.01 मिमी ≈ 20%

प्रतिबाधा प्रतिक्रिया रैखिक नहीं है—छोटे आयामी परिवर्तन **बड़े प्रभाव** उत्पन्न करते हैं:

• यदि इन्सुलेशन OD बढ़ जाता है (D↑), तो D/d बढ़ जाता है → Z₀ बढ़ जाता है।

• 50Ω केबल के लिए, ऐसे विचलन के परिणामस्वरूप **2%–10% प्रतिबाधा विचलन** हो सकता है।

कम आवृत्तियों पर, समस्याएं स्पष्ट नहीं हो सकतीं।

लेकिन **GHz सीमा** में, थोड़ी सी भी प्रतिबाधा असंतुलन के कारण होता है:

• उच्च परावर्तन गुणांक

• वापसी हानि में वृद्धि

• उच्च सम्मिलन हानि

यदि केबल के अनुदैर्ध्य OD में उतार-चढ़ाव के कारण कई असंतुलन उत्पन्न होते हैं, तो ये परावर्तन जमा हो जाते हैं—जिसके परिणामस्वरूप उच्च BER, आई-आरेख का संकुचन, या छवि हस्तक्षेप होता है।

इस प्रकार, अति सूक्ष्म माइक्रो समाक्षीय केबल्स को OD सहिष्णुता को **±0.005 mm** या उससे कम रखने का नियंत्रण करना चाहिए।

4. आयामी और प्रतिबाधा स्थिरता प्राप्त करने में निर्माण संबंधी चुनौतियां

38–50 AWG माइक्रो-समाक्षीय में अच्छी प्रतिबाधा स्थिरता प्राप्त करने के लिए सही डिज़ाइन से अधिक की आवश्यकता होती है—इसके लिए अत्यंत उच्च-परिशुद्धता वाले निर्माण की आवश्यकता होती है।

4.1 अति सूक्ष्म चालक खींचना और गोलाई

चालक जितना पतला होगा, उसकी यांत्रिक शक्ति उतनी ही कम होगी। खींचने और मोटाई बनाने के दौरान:

• आसानी से खिंचाव, मोड़ और अण्डाकारता उत्पन्न होती है

• AWG की सटीकता और गोलाकारता सीधे D/d अनुपात को प्रभावित करती है

4.2 इन्सुलेशन एक्सट्रूज़न — OD और संकेंद्रता नियंत्रण

माइक्रो-समाक्ष इन्सुलेशन एक्सट्रूज़न की आवश्यकता होती है:

• OD नियंत्रण जैसे 0.08 मिमी ±0.003 मिमी

• 90% से अधिक संकेंद्रता

• फूले हुए परावैद्युत के लिए स्थिर फोमिंग अनुपात

OD में कोई भी उतार-चढ़ाव तुरंत प्रतिबाधा उतार-चढ़ाव का कारण बनता है।

4.3 शील्डिंग संरचना

माइक्रो-समाक्षीय अत्यंत सूक्ष्म शील्डिंग तारों का उपयोग करता है:

• शील्ड तार का व्यास

• कवरेज घनत्व और सघनता

ये कोर के आसपास विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र वितरण को प्रभावित करते हैं, जिससे प्रतिबाधा प्रभावित होती है।

4.4 बैच स्थिरता और ऑनलाइन परीक्षण

स्थिर प्रतिबाधा सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है:

• स्थिर उपकरण और मानकीकृत प्रक्रिया पैरामीटर

• ऑनलाइन या नमूना आकार निरीक्षण

• TDR, रिटर्न लॉस और इंसर्शन लॉस परीक्षण

**डिज़ाइन + प्रक्रिया + परीक्षण** का केवल संयोजन वास्तविक प्रतिबाधा स्थिरता की गारंटी देता है।

5. माइक्रो-समाक्षीय प्रतिबाधा नियंत्रण में हॉटन केबल की इंजीनियरिंग क्षमता

हॉटन केबल उच्च-आवृत्ति वाले माइक्रो-समाक्षीय उत्पादों में विशेषज्ञता रखता है और प्रतिबाधा स्थिरता में लंबे समय तक की विशेषज्ञता रखता है।

**38–50 AWG माइक्रो-समाक्षीय** के लिए, हम प्रदान करते हैं:

• 50Ω / 75Ω के लिए विद्युत और ज्यामितीय डिज़ाइन

• PFA / PTFE / फूम किए गए PFA का उच्च-आवृत्ति एक्सट्रूज़न

• माइक्रॉन-स्तरीय OD सटीकता और उच्च संकेंद्रता

• कई ढाल संरचनाएँ (एकल ब्रेड, दोहरी ब्रेड, फॉयल + ब्रेड)

• GHz-स्तरीय प्रतिबाधा, IL/RL परीक्षण और मूल्यांकन

चालक आकार, इन्सुलेशन OD, परावैद्युत सामग्री और ढाल के सख्त नियंत्रण के माध्यम से, हम उत्कृष्ट प्रतिबाधा स्थिरता बनाए रखते हैं—जो निम्न के लिए आदर्श है:

• UAV वीडियो ट्रांसमिशन

• औद्योगिक कैमरे

• चिकित्सा अल्ट्रासाउंड

• एंडोस्कोप

• कोई भी गीगाहर्ट्ज-स्तर का उच्च-बैंडविड्थ वाला छोटे-स्थान प्रयोग

उन ग्राहकों के लिए जिन्हें **कॉम्पैक्ट उपकरणों में उच्च बैंडविड्थ, कम हानि और स्थिर उच्च-परिभाषा संकेत संचरण** की आवश्यकता होती है, नियंत्रित आकार और प्रतिबाधा स्थिरता वाला एक माइक्रो-समाक्षीय केबल बेहतर प्रदर्शन, तेज विकास और कम सिस्टम जोखिम का अर्थ है।