Biểu đồ các loại đầu nối đồng trục: Hướng dẫn về dòng RF, tần số và trở kháng

Một cầu nối rời khỏi băng ghế, được đưa tới cổng máy phân tích quang phổ và sẽ không có chỗ ngồi. Không có gì bị hỏng. Một đầu là SMA, đầu còn lại là 2,4 mm; cả hai đều là 50 Ω, cả hai đều trông giống như một thùng có ren và chúng không thể thay thế được. Biểu đồ các loại đầu nối đồng trục tồn tại để dừng thứ tự đó trước khi nó được đặt, bằng cách đặt trở kháng, trần tần số, cơ chế ghép nối và tiêu chuẩn giao diện trên một trang.

Kết luận đầu tiên: bốn cột quyết định liệu một trình kết nối có hoạt động trong một liên kết hay không. Trở kháng (50 Ω hoặc 75 Ω), tần số hoạt động tối đa, kiểu ghép nối và tiêu chuẩn giao diện cơ học. Mọi thứ khác, từ lớp mạ đến phần gắn cáp, đều tinh chỉnh bốn thứ đó. Phần còn lại của hướng dẫn này chỉ ra cách đọc một biểu đồ như vậy, vị trí thực sự của mỗi gia đình và những lỗi mà biểu đồ sẽ không tự phát hiện được.

Biểu đồ các loại đầu nối đồng trục phải thể hiện điều gì

Biểu đồ hữu ích không phải là danh sách số bộ phận mà là bản đồ tương thích. Một khi bạn biết đầu nối đồng trục RF là gì và cách tín hiệu chạy từ điểm tiếp xúc trung tâm đến tấm chắn bên ngoài, biểu đồ sẽ trở thành một bộ lọc: bắt đầu với tần số bạn cần, loại bỏ mọi thứ có trần thấp hơn, sau đó thu hẹp theo trở kháng, sau đó theo không gian bảng điều khiển.

Trở kháng: 50 Ω cho thông tin liên lạc, kiểm tra và radar; 75 Ω cho video, phát sóng và CATV. Cả hai không thể thay thế cho nhau và sự khác biệt thường không thể thấy được ở chính bộ phận đó.
Trần tần số: tần số cao nhất mà tại đó giao diện vẫn giữ VSWR xác định. Phía trên nó, đầu nối ngừng hoạt động như một đường truyền và bắt đầu hoạt động như một ăng-ten.
Khớp nối: ren, lưỡi lê, khớp nối hoặc khớp nối mù. Điều này đặt ra tốc độ kết nối, khả năng chống rung và mức độ chặt chẽ của các đầu nối trên bảng điều khiển.
Tiêu chuẩn giao diện: thước đo cơ khí đảm bảo hai đầu nối của cùng một dòng kết nối và dung sai giữ. MIL-STD-348 và IEC 61169 là các tham chiếu thông thường và chú thích luồng, chẳng hạn như 1/4-36 UNS-2A trên SMA, là một phần của nó.

Sơ lược về các loại đầu nối đồng trục

Hầu hết các biểu đồ danh mục bao gồm từ 15 đến 25 chuỗi. Bảng dưới đây nén những cái xuất hiện trong phần lớn các dự án RF, với những con số thực sự quyết định khả năng tương thích.

Bảng 1. Các dòng đầu nối đồng trục thông dụng có trở kháng danh nghĩa, trần tần số và kiểu khớp nối điển hình. Giá trị là số liệu tiêu chuẩn ngành; xác nhận hiệu suất chính xác của một bộ phận cụ thể so với bảng dữ liệu của nhà sản xuất.
loạt	Trở kháng	Tần số tối đa điển hình	Khớp nối	sử dụng điển hình
BNC	50/75 Ω	4 GHz	lưỡi lê	Kiểm tra dẫn, video, thiết bị đo đạc
TNC	50 Ω	11GHz	Có ren	Đài phát thanh di động, bộ tiếp sóng ăng-ten
N	50/75 Ω	11GHz	Có ren	Trạm cơ sở, ăng-ten ngoài trời
SMA	50 Ω	26,5 GHz	Có ren, 1/4-36	Thiết bị đo, GPS, Wi-Fi
TNC / SMB	50/75 Ω	4 đến 11 GHz	Có ren, snap-on	Tấm dày đặc, giao phối mù
MCX / MMCX	50 Ω	6GHz	Snap-on	Thiết bị di động, mô-đun
16/7	50 Ω	7,5 GHz	Có ren	Các trang web có công suất cao, PIM thấp
4,3-10	50 Ω	6GHz	Có ren	Trạm cơ sở PIM thấp nhỏ gọn
SMP / SMPM	50 Ω	40/65GHz	Blind-mate đẩy phù hợp	Radar, vệ tinh, bảng mật độ cao
3,5 mm / 2,92 mm	50 Ω	34/40GHz	Có ren, SMA compatible	Cổng hiệu chuẩn, kiểm tra
2,4 mm	50 Ω	50GHz	Có ren	Kiểm tra tốc độ cao, sóng milimet
1,85 mm / 1,0 mm	50 Ω	67/110GHz	Có ren	Phòng thí nghiệm sóng milimet

Đọc bảng dưới dạng bộ lọc thay vì xếp hạng. BNC không phải là đầu nối kém hơn SMA; đó là giao diện 4 GHz được ghép bằng lưỡi lê, kết nối trong một phần tư vòng quay và có chi phí thấp hơn, đó chính xác là những gì mà người trưởng nhóm kiểm tra băng ghế dự bị cần. Loại N cũng không lỗi thời so với loại 2,4 mm vì nó xử lý công suất trung bình cao hơn nhiều và tồn tại được trong thời tiết khắc nghiệt trên cột buồm.

Trong trường hợp một sê-ri được cung cấp ở cả hai phiên bản 50 Ω và 75 Ω, cả hai phiên bản này thường có bề ngoài tương tự nhau nhưng không tương thích trong hệ thống 50 Ω và sự khác biệt đôi khi không được đánh dấu bằng một dải màu hoặc một ký tự đơn trong số bộ phận.

Đầu nối đồng trục RF loại N Đầu nối đồng trục RF dòng N là đầu nối đồng trục RF có cơ chế kết nối ren được phát triển và sản xuất theo tiêu chuẩn quân sự Hoa Kỳ... Xem sản phẩm →

Trần tần số, âm mưu

Cột hữu ích nhất trong bất kỳ biểu đồ nào là tần số cao nhất. Được vẽ trên một trục, các họ tách thành hai nhóm rõ ràng.

Biểu đồ 1. Giới hạn tần số trên danh nghĩa theo chuỗi đầu nối, dựa trên thông số kỹ thuật giao diện được công bố phổ biến.

Khoảng cách giữa SMA ở tần số 26,5 GHz và 2,4 mm ở tần số 50 GHz không phải là tiếp thị. Nó xuất phát từ hình học: khi tần số tăng, bước sóng bên trong giao diện tiến đến kích thước của dây dẫn bên ngoài và bất kỳ khe, bước hoặc độ lệch tâm nào cũng bắt đầu tỏa năng lượng ra khỏi đường truyền. Các giao diện chính xác sẽ thu nhỏ hạt điện môi và siết chặt dải dung sai trên điểm tiếp xúc trung tâm và dây dẫn bên ngoài, đẩy chế độ bậc cao hơn đầu tiên lên trên.

Sau đây là hai hệ quả thực tế. Mua một đầu nối chính xác cho liên kết 6 GHz chẳng mang lại lợi ích gì ngoại trừ chi phí và tính dễ hỏng. Việc đẩy một SMA tiêu chuẩn vượt quá định mức của nó thường có vẻ chấp nhận được trong một bài kiểm tra trên băng ghế ngắn, sau đó sẽ thất bại khi chu kỳ nhiệt độ di chuyển hạt.

Đầu nối SMA Đầu nối đồng trục SMA RF là đầu nối đồng trục RF có cơ chế kết nối ren được phát triển và sản xuất theo tiêu chuẩn quân đội Mỹ MIL-C-39012. Nó ha... Xem sản phẩm →

50 Ω hoặc 75 Ω: Cột Mọi người bỏ qua

Cơ sở hạ tầng video và phát sóng chạy trên 75 Ω. Thông tin liên lạc, thử nghiệm, radar và hầu hết các thiết bị đo đều chạy trên 50 Ω. Các họ có chung những cái tên như BNC và N, nhưng không có tên hình học, và việc ép cái này vào cái kia sẽ tạo ra một phản xạ mà không có giá trị mô-men xoắn nào có thể chữa được.

Làm thế nào để phân biệt chúng

Trên các bộ phận BNC và N, sự khác biệt thường là mã màu hoặc hậu tố trong số bộ phận chứ không phải là sự thay đổi kích thước rõ ràng, do đó cần kiểm tra cột trở kháng ngay cả khi hai bộ phận trông giống hệt nhau trong một bức ảnh.

Chi phí thực sự của sự không phù hợp là bao nhiêu

Việc chuyển đổi 50/75 có chủ ý có thể được xử lý bằng một miếng đệm phù hợp hoặc một bộ chuyển đổi thích hợp. Một lỗi vô tình xuất hiện dưới dạng gợn sóng trên băng tần và nó thường bị chẩn đoán nhầm là lỗi cáp hoặc bộ khuếch đại vì bản thân đầu nối trông có vẻ chính xác.

Cơ chế ghép nối và kích thước vật lý

Kiểu khớp nối quyết định tốc độ lắp ráp của hệ thống và khả năng chịu đựng rung động của nó như thế nào. Bayonet BNC giao phối trong một phần tư lượt. Các giao diện ren như SMA, N, TNC và 16/7 giữ mô-men xoắn khi rung nhưng mất nhiều thời gian hơn để lắp ráp. Các loại gắn vào như SMB, MCX và MMCX phù hợp với các tấm dày đặc nơi ngón tay không thể chạm tới. Các loại Blind-mate như SMP và SMPM được thiết kế để xếp chồng lên nhau với một phao xác định.

Biểu đồ 2. Kích thước gần đúng của các mặt phẳng khớp nối đai ốc cho loạt ren và lưỡi lê thông thường.

Kích thước theo dõi tần số theo hướng ngược lại. Giao diện lớn hơn mang lại công suất trung bình cao hơn và cho phép gia công lỏng lẻo hơn, nhưng giới hạn tần số trên của nó giảm xuống. Đai ốc khớp nối 19 mm của loại N cho phép nó xử lý công suất cao ở trạm gốc; cùng một đai ốc làm cho nó không thể sử dụng được ở tần số 30 GHz.

Dòng chính xác: 3,5 mm, 2,92 mm, 2,4 mm, 1,85 mm và 1,0 mm

Đây là nơi biểu đồ gây ra những lỗi đắt giá nhất. SMA, 3,5 mm và 2,92 mm có chung một ren 1/4-36 và sẽ kết hợp về mặt vật lý, mặc dù việc ghép nối đầu nối điện môi không khí chính xác với SMA điện môi polymer sẽ làm hao mòn phần chính xác trên mỗi kết nối. Giao diện 2,4 mm và 1,85 mm tạo thành một cặp tương thích trên băng tần 50 GHz và 67 GHz. Giao diện 1,0 mm đạt tới 110 GHz và không có gì lớn hơn.

Quy tắc mua sắm rất đơn giản: coi đầu nối chính xác làm tham chiếu và mỗi lần ghép nối là một sự kiện hao mòn. Các đầu nối thử nghiệm có thể tái sử dụng được định mức cho một số chu kỳ giới hạn và một điểm tiếp xúc trung tâm bị hỏng trên giao diện 2,4 mm có thể làm suy giảm toàn bộ đường đo mà không có bất kỳ hư hỏng rõ ràng nào.

Đầu nối đồng trục RF 2,4mm Đầu nối sê-ri 2,4mm là đầu nối RF tần số cao được thiết kế cho các ứng dụng tần số cao, có độ chính xác cao, đặc biệt là trong các trường hợp truyền tín hiệu... Xem sản phẩm →

Các biến thể được niêm phong kín trên cùng một biểu đồ

Các đầu nối tiêu chuẩn đảm nhận không khí ở cả hai mặt của bảng điều khiển. Khi tín hiệu phải đi qua vỏ bọc kín, buồng chân không, bộ radar điều áp hoặc mô-đun được lọc bằng nitơ, đầu nối sẽ trở thành một phần của vòng đệm. Các phiên bản được hàn kín giữ điểm tiếp xúc trung tâm bằng liên kết thủy tinh với kim loại hoặc gốm với kim loại và được xác định bằng tốc độ rò rỉ khí heli thay vì chỉ dung sai kích thước.

Trên biểu đồ loại, chúng xuất hiện dưới dạng một nhánh riêng biệt chứ không phải là một tùy chọn trên chuỗi tiêu chuẩn. Giao diện đẩy vừa vặn SMP và SMPM cũng tồn tại trong các phiên bản kín, đó là lý do tại sao các mô-đun radar và vệ tinh dày đặc thường chỉ định chúng. Nhánh kín bổ sung thêm một tính năng kiểm tra mà không biểu đồ nào có thể thực hiện: đường kính hạt thủy tinh phải khớp với đường cắt của bảng điều khiển và quy trình niêm phong hạn chế các tùy chọn mạ và trần tần số có thể đạt được.

Từ đầu nối đến lắp ráp cáp

Đầu nối là một phần của cụm cáp. Biểu đồ cung cấp cho bạn giao diện; cáp đặt ra mức suy hao và phương pháp đính kèm đặt ra độ tin cậy.

Hình 1. Mặt cắt đẳng cự của cụm cáp đồng trục có ren điển hình, từ vỏ bọc đến giao diện ghép nối.

Ba loại khớp thống trị sản xuất. Chất hàn được sử dụng cho các điểm tiếp xúc ở giữa và trên cáp bán cứng cho dây bện. Uốn phù hợp với dây cáp linh hoạt về khối lượng. Kẹp phù hợp với cáp có đường kính lớn trong đó đai ốc nén giữ bím tóc. Mỗi lỗi đều khác nhau: mối hàn nguội xuất hiện dưới dạng tổn thất không liên tục khi thay đổi nhiệt độ, trong khi nếp gấp quá nhỏ xuất hiện dưới dạng tổn thất chèn tăng lên sau khi rung.

Danh sách kiểm tra mua sắm trước khi đơn hàng được gửi đi

Những kiểm tra này phát hiện các lỗi mà biểu đồ không thể phát hiện được.

Xác nhận trở kháng ở cả hai phía của mỗi khớp nối, bao gồm cả bộ điều hợp và dây dẫn thử nghiệm.
Kiểm tra trần tần số của bộ phận đã hoàn thiện thay vì chỉ riêng đầu nối vì phần tử yếu nhất sẽ đặt ra giới hạn.
Xác minh tiêu chuẩn giao diện, xếp hạng chu kỳ giao tiếp và liệu bộ phận đó có thể tái sử dụng hay được lắp đặt vĩnh viễn hay không.
Xác nhận kích thước cắt ra của tấm, yêu cầu về độ kín và khả năng tương thích của lớp mạ với nửa giao phối.
Yêu cầu tổn thất phản hồi hoặc quét VSWR trên 6 GHz trên tổ hợp đã hoàn thiện, không chỉ kiểm tra tính liên tục của DC.

Biến biểu đồ thành một đơn hàng

Biểu đồ thu hẹp phạm vi; một bảng dữ liệu và một phép đo quét sẽ đưa ra quyết định. Điều mà biểu đồ không thể cho bạn biết là ai sẽ nắm giữ dung sai trên phần cắt ra của bảng, đường kính hạt và lớp mạ ở phần mười nghìn. Câu hỏi đó được trả lời tốt nhất bởi một Nhà sản xuất đầu nối đồng trục RF với gia công, mạ và lắp ráp nội bộ, trước đơn hàng đầu tiên thay vì sau lần thất bại đầu tiên.

Câu hỏi thường gặp: Các loại đầu nối đồng trục

Q1. Các loại đầu nối đồng trục phổ biến nhất là gì?

Các đặc tính chính là SMA, BNC, TNC, N và 7/16 DIN, với SMP và SMPM dành cho bảng mù và loạt dòng chính xác bao gồm hoạt động ở sóng milimet.

Q2. Sự khác biệt giữa đầu nối đồng trục 50 ohm và 75 ohm là gì?

Họ sử dụng các kích thước tiếp xúc trung tâm và điện môi khác nhau để phù hợp với trở kháng của hệ thống. Phích cắm 75 ohm trên giắc 50 ohm tạo ra phản xạ xuất hiện dưới dạng gợn sóng trên dải tần.

Q3. Đầu nối SMA và 2,92 mm có thể kết hợp được không?

Có, giao diện 2,92 mm và 3,5 mm tương thích về mặt cơ học với SMA và sẽ kết hợp. Vì chúng là chất điện môi không khí và được chế tạo chính xác nên hãy ghép nối chúng với một bộ chuyển đổi hy sinh thay vì kết nối trực tiếp lặp đi lặp lại.

Q4. Loại đầu nối đồng trục nào tốt nhất trên 40 GHz?

2,4 mm covers 50 GHz, 1.85 mm reaches 67 GHz and 1.0 mm reaches 110 GHz. Choose the smallest series that meets the target, since smaller interfaces are harder to terminate and more sensitive to contamination.

Q5. Đầu nối đồng trục kín được dùng để làm gì?

Nó truyền RF qua một bảng kín trong khi vẫn duy trì tốc độ rò rỉ xác định, sử dụng liên kết giữa thủy tinh với kim loại hoặc gốm với kim loại. Ứng dụng điển hình là buồng chân không, thiết bị radar điều áp và mô-đun ngoài trời.

Q6. Làm cách nào để sử dụng biểu đồ loại đầu nối đồng trục để chọn một bộ phận?

Bắt đầu với tần số, loại bỏ mọi chuỗi có trần thấp hơn, sau đó lọc theo trở kháng, kiểu ghép nối và mặt cắt bảng điều khiển. Xác nhận lựa chọn cuối cùng đối với biểu dữ liệu.