วิธีการเลือกตัวเชื่อมต่อ RF แบบวงกลม?

ในอุตสาหกรรม RF และไมโครเวฟ, ตัวเชื่อมต่อโคแอกเซียลหลายประเภทได้รับการออกแบบสำหรับการใช้งานและการใช้งานเฉพาะ, มีขนาดเล็กกว่า, และทำงานที่ความถี่สูงถึงช่วงคลื่น GHz และมิลลิเมตร. มาตรฐานตัวเชื่อมต่อที่ยอมรับโดยทั่วไปในอุตสาหกรรม. ขั้วต่อเหล่านี้เข้ากันได้กับส่วนประกอบ RF/ไมโครเวฟอื่นๆ และสามารถใช้เชื่อมต่อกับโมดูลโคแอกเชียลภายในระบบได้ โดยยังคงรักษาคุณลักษณะโคแอกเชียลของสายส่งที่สอดคล้องกัน. ตัวเชื่อมต่อ RF มีหลายประเภทโดยมีการจำแนกประเภทที่แตกต่างกัน. วิธีการเลือกตัวเชื่อมต่อ RF ที่เหมาะสม?

CNLINKO YM-20 ตัวเชื่อมต่อกันน้ำอุตสาหกรรม IP68 ตัวเชื่อมต่อแบบวง ตัวเชื่อมต่อการบิน PBT เปลือกพลาสติก M20 2-12 ซ็อกเก็ตหน้าแปลนพิน (7 เข็มหมุด)

MS3106A18-19 ปลั๊กตัวเมียและ MS3102A18-19 ซ็อกเก็ตชาย 10Pin MIL-DTL-5015 ตัวเชื่อมต่อมาตรฐาน Bayonet Series สำหรับระบบเชื่อมต่อแอพพลิเคชั่นอิเล็กทรอนิกส์

5050 5630 แถบไฟ LED แบบยืดหยุ่นสำหรับ Power Clip on Connector และ DC Jack 5.5×2.1มม. สายเคเบิล 2 ปักหมุดแถบกว้าง 10 มม. เพื่อปอกสายจัมเปอร์แบบไม่มีบัดกรี

ประเภทของตัวเชื่อมต่อ RF

ตามโครงสร้างส่วนต่อประสานการเชื่อมต่อ, มันถูกแบ่งออกเป็น:
การเชื่อมต่อแบบเกลียว:
ใช้ซีรีส์เช่น SMC, สมา, ทีเอ็นซี, เอ็น, ยูเอชเอฟ, 7/16 และ 4.1/9.5, เหมาะสำหรับอุปกรณ์ทดสอบ, อุปกรณ์ทางทหารและโทรคมนาคม.

ประเภทดาบปลายปืน:
ใช้ซีรีส์เช่น BNC และ MHV เพื่อการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้และปลั๊กอินที่รวดเร็ว, และส่วนใหญ่จะใช้ในอุปกรณ์ทดสอบและอุปกรณ์ทางทหาร.

ชนิดกดเข้า:
ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อและแยกตัวได้เร็วมาก, และคุณสมบัติทางโครงสร้างมีความน่าเชื่อถือ. มักใช้กับขั้วต่อขนาดเล็ก, เช่นซีรีส์ MCX และ SMB.

ชนิดล็อคตัวเองแบบกดเข้า:
วิธีการล็อคตัวเองที่เป็นเอกลักษณ์, น่าเชื่อถือมาก, มักจะอยู่บนตัวเชื่อมต่อขนาดเล็กที่มีความหนาแน่นสูง, เช่น 1.0/2.3, 1.6/5.6 ชุด, การเสียบและถอดปลั๊กอย่างรวดเร็วและการล็อคที่เชื่อถือได้.

สไลด์อิน:
ใช้ในขั้วต่อหลายเทอร์มินัล DIN ต่างๆ, มักใช้สำหรับเชื่อมต่อกับ PCB.

จำแนกตามขนาด:
ประเภทมาตรฐาน
ยูเอชเอฟ, เอ็น, 7/16, 7มม
เล็ก
บีเอ็นซี, ทีเอ็นซี
เล็กมาก
สมา, ธุรกิจขนาดกลางและขนาดย่อม, บตท, เอ็มซีเอ็กซ์, กทม, สภาพอากาศ, 3.5มม
ไมโคร
สสส, สสส, เอ็มเอ็มซีเอ็กซ์, 2.4มม, เค (2.92มม), 1.85มม, 1มม
จำแนกตามความถี่:
เสียง: ต่ำกว่า 20KHz
วีดีโอ (เห็นมัน): ต่ำกว่า 30MHz ~ 500MHz
ความถี่วิทยุ (วิทยุ): 500เมกะเฮิรตซ์ ~ 300GHz
ใยแก้วนำแสง (Fribre Optics): 167THz ~375THz
ขั้วต่อที่ใช้ในแถบความถี่วิทยุเรียกว่าขั้วต่อ RF.

ซีรีส์ตามความถี่
แบ่งตามวิธีการเลิกจ้าง
ขั้วต่อ MIL-C-39012(GJB681)
อะแดปเตอร์ MIL-A-55339(GJB680)
ไมโครสตริปและสตริปไลน์ ML-C-83517 (GJB976)

แบ่งตามฟังก์ชัน:
ประเภททั่วไป (ระดับ 2)
ประเภทความแม่นยำ (ระดับ 0, ระดับ 1)
ชนิดพิเศษ (ความต้านทานการฉายรังสี, ต้านทานแรงดันสูง, กันน้ำ, เป็นต้น)
ประเภทมัลติฟังก์ชั่น (รวมถึงการกรอง, การปรับเฟส, การผสม, การลดทอน, การตรวจจับ, การจำกัด, เป็นต้น)
ขั้วต่อโคแอกเชียล RF/ไมโครเวฟมีหลายประเภท. เช่นเดียวกับสายโคแอกเชียล, ความถี่คัตออฟเป็นคุณลักษณะที่สำคัญของขั้วต่อสายโคแอกเชียลและแสดงถึงความถี่สูงสุดที่สามารถรักษาโหมดการแพร่กระจาย TEM เดี่ยวที่ต้องการได้. ช่วงความถี่ของขั้วต่อใดๆ จะถูกจำกัดโดยโหมดการแพร่กระจายในระบบโคแอกเซียลที่สอดคล้องกัน. ตัวเชื่อมต่อโคแอกเซียลคลื่นมิลลิเมตรหมายถึงตัวเชื่อมต่อโคแอกเซียลที่ใช้สำหรับความถี่ข้างต้น 18 กิกะเฮิรตซ์.

MS3106A10SL-3S คอนเนคเตอร์แบบวงอุตสาหกรรม, คอนเนคเตอร์แบบเกลียว MIL-DTL-5015 Series 3 พินหน้าสัมผัสบัดกรีขั้วต่อตัวเมียแบบตรง, 10ขนาดเปลือก SL

แอมป์ 206044-1 ตัวเชื่อมต่อ CPC PIN ที่ปิดผนึก, 14 ตำแหน่ง, ตัวยึดสายเคเบิลแบบตรง, 14 เทอร์มินัล, 1 ท่าเรือ, 34.67 มม. ล

ขนาดปลั๊กคอนเนคเตอร์แบบวงกลม 14, 12ตำแหน่ง, สายเคเบิล – UT061412SH

ประเภท เอ็น, ขั้วต่อ BNC และ TNC:
ตัวเชื่อมต่อ N-type 50 โอห์มได้รับการพัฒนาในปี 1940 และเดิมใช้ในระบบทหารที่ทำงานด้านล่าง 5 กิกะเฮิรตซ์. ขั้วต่อ Type N มีปะเก็นภายในพร้อมช่องว่างอากาศระหว่างตัวนำตรงกลางและตัวนำด้านนอก. แม้ว่าการปรับปรุงในภายหลังจะเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานเป็น 18 กิกะเฮิรตซ์, แม้แต่การออกแบบใหม่ล่าสุดก็จะเริ่มมีการเปลี่ยนแปลงการแพร่กระจาย 20 กิกะเฮิรตซ์. นั่นก็คือ, จะมีผลกระทบที่คาดเดาไม่ได้เมื่อใช้ตัวเชื่อมต่อประเภทนี้ที่ความถี่ 20 กิกะเฮิรตซ์หรือสูงกว่า. ที่ 75 ขั้วต่อชนิด N โอห์มใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคเบิลทีวี.
ขั้วต่อ BNC ใช้สำหรับวิดีโอและแอปพลิเคชัน RF สูงสุด 2 กิกะเฮิรตซ์, โดยใช้ตัวนำด้านนอกแบบมีรู, และขั้วต่อทั้งตัวผู้และตัวเมียมีไดอิเล็กทริกพลาสติก. ที่ความถี่สูงด้านบน 4 กิกะเฮิรตซ์, slotting สามารถส่งสัญญาณได้ประมาณ 10 กิกะเฮิรตซ์. เนื่องจากรูปทรงการผสมพันธุ์ของขั้วต่อ BNC รองรับการใช้งานกับขั้วต่อ N, ขั้วต่อ BNC บางตัวสามารถเชื่อมต่อชั่วคราวกับขั้วต่อชนิด N ที่มีขั้วที่สอดคล้องกันได้.
ขั้วต่อ TNC เป็นขั้วต่อ BNC แบบเกลียว. เวอร์ชันนี้ช่วยแก้ไขปัญหาการรั่วไหลและความเสถียร และอนุญาตให้ใช้งานที่ความถี่สูงสุด 12 กิกะเฮิรตซ์ และ 18 กิกะเฮิรตซ์. ขั้วต่อ TNC ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการเชื่อมต่อ RF/เสาอากาศในโทรศัพท์มือถือ.

ขั้วต่อแบบกดพอดี SMA และ SMB:
สมา (ประเภทย่อย A) ตัวเชื่อมต่อใช้ 4.2 ตัวนำโคแอกเชียลด้านนอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมม. เต็มไปด้วยอิเล็กทริก PTFE. ขึ้นอยู่กับผู้ผลิต, ความถี่ขีดจำกัดบนคือ 18~26 GHz. ขั้วต่อ SMA มีขนาดให้พอดีกับขนาด 5/16 นิ้ว (12.7/40.6 ซม) ประแจและคู่ที่มีขั้วต่อขนาด 3.5 มม. และ 2.92 มม.
เอสเอ็มบี (ซับมิเนเจอร์ B/ซับมิเนเจอร์ B) ขั้วต่อเป็นขั้วต่อแบบกดเข้า, มักใช้ในความถี่ตั้งแต่ 4 กิกะเฮิรตซ์ถึง 12.4 กิกะเฮิรตซ์. เนื่องจากผู้คนต้องการความถี่ที่สูงขึ้นเรื่อยๆ, ขั้วต่อชนิดนี้มีปัญหาใหญ่เกินไปและไม่สามารถให้แบนด์วิธที่จำเป็นสำหรับการใช้งานความถี่สูงได้.

3.5ขั้วต่อมม. และ 2.92 มม:
ขั้วต่อทั้งสองที่ใช้ตัวกลางอากาศไม่เพียงแต่สามารถใช้งานร่วมกันได้ แต่ยังใช้กับขั้วต่อ SMA อีกด้วย.
ขั้วต่อ 3.5 มม. สามารถทำงานได้อย่างเสถียรที่ความถี่ภายใน 26 กิกะเฮิรตซ์, ในขณะที่ขั้วต่อ 2.92 มม. มีความถี่การทำงานสูงสุดที่ 40 กิกะเฮิรตซ์.

2.4ขั้วต่อมม. และ 1.85 มม:
2.4ขั้วต่อมม. และ 1.85 มม. ใช้งานร่วมกันได้, แต่การออกแบบไม่เข้ากันกับ SMA, 3.5ขั้วต่อมม. และ 2.92 มม. เนื่องจากตัวเชื่อมต่อทั้งสองประเภทนี้มีความซับซ้อนและมีราคาแพงกว่า. หากจับคู่กับขั้วต่อที่มีความแม่นยำต่ำกว่า, มันอาจทำให้เกิดความเสียหายที่แก้ไขไม่ได้.

1ขั้วต่อมม. และ 0.8 มม:
ขั้วต่อทั้งสองเหมาะสำหรับการวิเคราะห์คลื่นมิลลิเมตร, รองรับการส่งข้อมูลและการเชื่อมต่อระหว่างกันที่ทำซ้ำได้ในช่วง DC~110 GHz.

เลือกตัวเชื่อมต่อ RF ที่เหมาะสม:
วิธีการเลือกตัวเชื่อมต่อ RF ที่เหมาะสมสามารถกำหนดได้ตามการใช้งานจริง. หากคุณเลือกตามประสิทธิภาพล้วนๆ, คุณสามารถตัดสินตามตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า.
ตัวบ่งชี้หลักของตัวเชื่อมต่อ RF คือ:

ความต้านทาน:
ตัวเชื่อมต่อและสายเคเบิล RF เกือบทั้งหมดมีความต้านทาน 50 โอห์มเป็นมาตรฐาน. ข้อยกเว้นประการเดียวคือขั้วต่อเคเบิลทีวีสำหรับระบบทีวี 75 โอห์ม. สิ่งสำคัญคือขั้วต่อสายโคแอกเชียล RF จะต้องมีอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะที่ตรงกับสายเคเบิล.

VSWR (อัตราส่วนคลื่นยืนแรงดันไฟฟ้า):
VSWR เป็นตัวบ่งชี้ที่วิศวกรใช้กันทั่วไปในการประเมินตัวเชื่อมต่อ RF. มันคล้ายกับอิมพีแดนซ์. ภายใต้สถานการณ์ปกติ, VSWR รับรองว่าน้อยกว่า 1.2 ภายในช่วงความถี่ที่สนใจ. แต่ก็ไม่จำเป็นต้องไปถึง 1.2. บางส่วนมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดหากอยู่ด้านล่าง 1.5 หรือ 2. ยิ่งต่ำยิ่งดี, แน่นอน, และต้นทุนก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย.

ช่วงความถี่ :
ต้องคำนึงถึงช่วงความถี่การทำงานของตัวเชื่อมต่อ RF ในฟิลด์ความถี่สูงและความเร็วสูง. ความถี่แบ่งออกเป็นหลายเกรด, เช่น 1~6GHz, หรือ 0~18GHz, 20กิกะเฮิรตซ์, 27กิกะเฮิรตซ์, 40กิกะเฮิรตซ์, 50กิกะเฮิรตซ์, 67กิกะเฮิรตซ์, 110GHz หรือสูงกว่านั้น.

การสูญเสียการแทรก:
การสูญเสียเป็นตัวชี้วัดที่ตัวเชื่อมต่อทั้งหมดให้ความสนใจ. โดยปกติแล้วการสูญเสียตัวเชื่อมต่อ RF นั้นค่อนข้างน้อย (ถ้ามันใหญ่เกินไป, มันหมายความว่ามีปัญหา). โดยทั่วไป, อยู่ในช่วงความถี่ที่น่ากังวล, อยู่ภายใน 0.1 ~ 0.5dB.

กลับขาดทุน:
สำหรับวิศวกรบางคนที่ทำงานเกี่ยวกับวงจรดิจิทัล, VSWR ไม่ค่อยเข้าใจง่ายนัก, ดังนั้นบางคนจึงใช้การขาดทุนคืนเพื่ออธิบายลักษณะของมัน.

จำนวนครั้งในการใช้งาน (การเสียบและการถอดปลั๊ก):
วิศวกรบางคนอาจไม่ใส่ใจกับจำนวนครั้งที่ใช้ขั้วต่อมากนัก. โดยทั่วไปการใช้งานจำนวนนี้ถือเป็นจำนวนครั้งที่เสียบและถอดปลั๊กตัวเชื่อมต่อก่อนที่ประสิทธิภาพของตัวเชื่อมต่อจะเปลี่ยนไป. โดยทั่วไป, เวลาเสียบและดึงของขั้วต่อ RF คือ 500 หรือ 1,000 ครั้ง, และยังมีข้อกำหนดที่สูงกว่าอีกด้วย. หากคุณต้องการทำการทดลองเกี่ยวกับเรื่องนี้, คุณต้องทำภายใต้แรงบิด/แรงบิดเฉพาะ, ไม่เช่นนั้นจะรับประกันจำนวนการใช้งานได้ยาก. ตัวเชื่อมต่อที่ฉันใช้โดยทั่วไปไม่ถึงจำนวนนี้. ประมาณว่าได้ใช้แล้ว 100 หรือ 200 ครั้ง, และแกนภายในผิดรูปเพราะสามารถเสียบเข้าคดเคี้ยวหรือบิดแรงเกินไปได้เสมอ.
นอกจากประสิทธิภาพทางไฟฟ้าข้างต้นของขั้วต่อแล้ว. คุณสมบัติทางกลของตัวเชื่อมต่อ (การตรึงหน้าสัมผัสส่วนกลาง, ความแข็งแรงทางกลของขั้วต่อ, การสั่นสะเทือน, ผลกระทบ, เป็นต้น), คุณสมบัติด้านสิ่งแวดล้อม (หมวดหมู่สภาพภูมิอากาศ, การปิดผนึก, สเปรย์เกลือ) และความทนทานของตัวเชื่อมต่อ (ความทนทานทางกล, ความทนทานต่ออุณหภูมิสูง) สิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกตัวเชื่อมต่อที่เหมาะสม. ในแอปพลิเคชันจริง, คุณสามารถเลือกตัวเชื่อมต่อที่เหมาะสมตามปัจจัยข้างต้น.