ケーブルの容量からケーブル長を算出：Design Ideas 計測とテスト

容量測定機能を持ったマルチメーターを用いて、どこにも接続されていない（オープン回路）のケーブル長を測定できる。ペア線同士の容量や芯線とシールド間の容量は、ケーブル長に比例するため、単位ケーブル長当たりの容量が分かれば、オープン回路のケーブル長は計算できる。

[Ron Duffy（Agilent Technologies），EDN Japan]

　容量測定機能を持ったマルチメーターを用いて、どこにも接続されていない（オープン回路）のケーブル長を測定できる。ペア線同士の容量や芯線とシールド間の容量は、ケーブル長に比例する。すなわち、単位ケーブル長当たりの容量が分かれば、オープン回路のケーブル長は計算できる。

　単位ケーブル長当たりの容量を求めるには、パーツ店で長さが既知のケーブルを購入し、マルチメーターでケーブルの容量を測定すればよい。マルチメーターは、容量測定をする前に、必ずゼロ校正を実施する必要がある。ゼロ校正をするためには、マルチメーターを容量測定機能に設定する。この際、リード端子には何も接続しない。マルチメーターのゼロ校正が終わったら、購入したケーブルの容量を測定する。測定した容量をケーブル長で割り算して、単位ケーブル長当たりの容量を求める。

　単位ケーブル長当たりの容量を求めた後、測定対象のケーブルに電圧や信号が供給されていないことを確かめて、オープン回路のケーブル全体の容量Cを測定する。ケーブルの長さは、容量Cを単位ケーブル長当たりの容量で割り算して求める。

　ケーブル長の測定レンジと測定分解能は、マルチメーターの測定レンジと測定分解能に依存する。マルチメーターの最小測定レンジは10nFのものが多い。このレンジでの分解能は10pFである。マルチメーターの測定レンジと測定分解能は通常、10倍の値刻みで変更できる。高い測定レンジを選択すれば長いケーブルが測定できる。しかし、表1に示すように、測定分解能は10倍の値刻みで低くなる（305m/1000フィートを超えるようなケーブルを測定する場合には注意を要する）。

表1 一般的なケーブルの容量を実測した結果

ケーブルの形式	実測した ケーブル容量 （nF）	購入した ケーブルの全長 （m/フィート）	単位ケーブル長 当たりの容量＊3） （pF）	測定分解能 （mm/インチ）	測定レンジ （m/フィート）
より対線 （18ゲージ＊1））	41	335/1100	37.3	818/32.2	818/2682.9
6-3 SJ	0.1	1.52/5	20	152/6	152/500
カテゴリー3の電話線 （PVC＊2）被膜）	21.6	305/1000	21.6	1411/55.56	1411/4629.6
カテゴリー3の電話線 （難燃被膜）	22.1	305/1000	22.1	1380/54.3	1380/4524.9
14-2 NMB	5.26	76.2/250	21	145/5.7	145/475.3
スピーカー線 （16ゲージ）	0.98	9.14/30	32.7	93.2/3.67	93.3/306.1
スピーカー線 （18ゲージ）	0.91	9.14/30	30.3	100/3.96	100/329.7
スピーカー線 （24ゲージ）	1.69	22.9/75	22.5	135/5.33	135/443.8
ツイン・リード線 （20ゲージ）	0.68	30.5/100	6.8	448/17.65	448/1470.6
RG-6	0.47	7.62/25	18.8	162/6.38	162/531.9
RG-8			29.5	103/4.07	103/339
RG-25			50	61.0/2.4	61.0/200
RG-59			21	145/5.71	145/476.2
測定分解能と測定レンジは、マルチメーターの測定分解能と測定レンジを単位ケーブル長当たりの容量で割り算した値を掲載した。 ＊1）AWG（American wire gauge）で定められたケーブルの太さの規格。芯線の直径で定義されている。例えば、20ゲージは直径0.8128mm ＊2）ポリ塩化ビニル（polyvinylchloride） ＊3）ケーブル長が0.305m（1フィート）当たりの容量

　表1の下段3列以外は、単位ケーブル長当たりの容量を実測してから全長を計算した。下段3列は同軸ケーブルのデータシートから転記した。

Design Ideas〜回路設計アイデア集

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【信号源とパルス処理】：その他のユニークな回路

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※本記事は、2008年7月29日にEDN Japan臨時増刊として発刊した「珠玉の電気回路200選」に掲載されたものです。著者の所属や社名、部品の品番などは掲載当時の情報ですので、あらかじめご了承ください。
「珠玉の電気回路200選」：EDN Japanの回路アイデア寄稿コラム「Design Ideas」を1冊にまとめたもの。2001〜2008年に掲載された記事の中から200本を厳選し、5つのカテゴリに分けて収録した。