Sut i Ddethol, Defnyddio, a Chynnal Cysylltwyr Cyfechelog ar gyfer Ceisiadau RF?

Mae cylchedau amlder radio (RF) yn ymledu mewn cyfathrebu gwifr a di-wifr, gan gynnwys Wi-Fi a thechnolegau di-wifr amrywiol sy'n cael eu defnyddio ar gyfer Rhyngrwyd Pethau (IoT). Mae angen dosbarthu'r signalau amlder uchel hyn rhwng systemau, cydrannau cylched, ac is-gynullion â cholled lleiaf neu ymbelydredd ysgogol.

Er bod hyn yn draddodiadol rôl y ceblau a'r cysylltwyr cyfechelog RF, mae angen i ddylunwyr o dan bwysau amser, cost a dibynadwyedd sicrhau eu bod yn dewis y cysylltydd RF gorau posibl yn gyflym a'i gymhwyso'n gywir ar gyfer y perfformiad mwyaf a'r bywyd hir.

Bydd yr erthygl hon yn gweld cysylltwyr RF o safbwynt paramedrau beirniadol megis maint, amlder, colled, a gwydnwch i helpu dylunwyr i gyd-fynd â'u cysylltydd i'w cais RF. Bydd hefyd yn cyflwyno atebion addas gyda gwybodaeth ddefnyddiol ar sut i wneud cais a'u cynnal.

Cysylltwyr cyfechelog RF
Mae cysylltwyr a cheblau cyfechelog RF yn darparu cysylltiadau RF allweddol mewn cyfathrebu, darlledu a di-wifr, yn ogystal â defnyddio profion a mesur. Maent yn darparu llwybrau colli isel rhwng systemau RF, cydrannau, is-gynullion, a dyfeisiau sy'n defnyddio llinellau cebl neu stribedi cyfechelog. Mae'r strwythur cyfechelog sylfaenol yn cynnwys dargludydd canolog wedi'i amgylchynu gan haen dielectrig inswleiddio crynod. Mae hyn, yn ei dro, wedi'i hamgáu gan gragen dargludol silindrog. Mae dimensiynau'r elfennau cebl yn cael eu rheoli'n union i roi dimensiwn a gofod dargludydd cyson, sydd ei angen i weithredu'n effeithlon fel llinell drosglwyddo. 

Mae cysylltwyr RF yn darparu cyffyrdd am ymuno â cheblau cyfechelog a llinellau trosglwyddo llinell stribed i gydrannau neu is-gynulliau eraill. Maent yn ymestyn y strwythur cyfechelog yn ychwanegu dargludyddion cyd-glymu ynghyd â mecanwaith cloi, oll tra'n cynnal rhwystr trydanol cyson. Dangosir pâr cyfatebol o elfennau cysylltiad math A (SMA) o Amphenol RF yn Ffigwr 1.

Ffigwr 1: Mae'r pâr cysylltydd SMA yn enghraifft o gysylltydd cyfechelog ac mae'r ddelwedd yn dangos y dargludydd mewnol sy'n cyfateb, haen dielectrig, a chloi dargludydd allanol.

Y ddelwedd chwith yw'r hanner gwrywaidd neu ychwaneg. Mae'r ddelwedd dde yn dangos hanner menyw, jack neu gynhwysydd y pâr cysylltydd. Yn gyffredinol, bydd gan y plwg arweinydd canolfan sy'n ymwthio ac edafedd cloi mewnol ar y dargludydd allanol. Mae gan y cynhwysydd ddargludydd mewnol sgleiniog ac edafedd cloi allanol. Dylid nodi y bydd rhai mathau cysylltydd 'gwrth-polarity' yn gwrthdroi'r edau cloi, gydag edau allanol ar y cydran gwrywaidd a'r edafedd mewnol ar yr elfen benywaidd. Gallai mecanweithiau cloi eraill gynnwys cloi twist, cysylltiad bayonet, neu gylchoedd snap-lock.

Mae'r rhan fwyaf o gysylltwyr cyfechelog, fel y pâr cysylltydd SMA hwn yn 'rhywiol', gyda strwythurau gwahanol ar bob hanner. Mae rhai cysylltwyr sydd â strwythurau yr un fath ar bob ochr i'r gyffordd. Mae'r rhain yn gysylltwyr manwl iawn yn bennaf ar gyfer ceisiadau labordy.

Mathau cysylltydd cyfesal
Er bod yna lawer o gysylltwyr RF, maent yn cael eu gwahaniaethu gan nifer o baramedrau allweddol. Mae'r manylebau hyn yn cynnwys maint ffisegol, rhwystr, VSWR, math cypling, a lled band neu amlder (Tabl 1).

Tabl 1: Tabl cryno o fanylebau cysylltydd cyfechelog a ddefnyddir yn gyffredin

Lled band y cysylltydd
Y fanyleb allweddol ar gyfer cysylltydd cyfechelog yw ei lled band. Mae hyn yn disgrifio'r amlder uchaf y gellir ei ddefnyddio. Amlder y gellir ei ddefnyddio fwyaf o gysylltydd yw swyddogaeth diamedr y gragen allanol a'r deunydd a ddefnyddir fel dielectrydd. Y llai o ddiamedr y cragen, sy'n uwch na'r amlder y gellir ei ddefnyddio. Yn yr un modd, mae defnyddio aer â'r dielectric yn cynnig y perfformiad amlder uchaf o'i gymharu â dielectricau eraill. O ganlyniad, mae'r cysylltwyr lled band uchaf yn defnyddio aer fel dielectric.

Impedance cysylltydd
Er mwyn sicrhau'r trosglwyddiad pŵer mwyaf posibl a lleihau'r golled pŵer oherwydd adlewyrchiadau, dylai rhwystr nodweddiadol y cysylltydd gyd-fynd â'r ffynhonnell a'r llwyth. Mae'r rhan fwyaf o gysylltwyr ar gyfer ceisiadau RF cyffredinol wedi'u cynllunio i gyflwyno rhwystr 50 W; tra bod cysylltwyr 75 W ar gael ar gyfer ceisiadau sy'n gysylltiedig â fideo.

VSWR
Mae cymhareb tonnau foltedd (VSWR) yn fesur o rwystr effeithiol y cysylltydd cyfun. Yn uwch y VSWR, mae'r pŵer mwy yn cael ei adlewyrchu gan y cysylltydd oherwydd camddefnyddio rhwystrau. Sylwch fod VSWR yn swyddogaeth o amlder, a dylid cymharu gwerthoedd VSWR yn unig ar yr un amlder.

Mecanwaith ymuno
Mae'r golofn ymladd yn rhestru'r math o fecanwaith cloi mecanyddol a gyflogir. Mae hyn yn hynod o bwysig mewn ceisiadau lle mae'r cysylltydd yn destun dirgryniad. Fel arfer, mae cyfuno'n fasnachu rhwng rhwyddineb cysylltiad a chloi diogel. Mae'r pâr cysylltydd SMA a ddangoswyd yn flaenorol yn Ffigwr 1 yn enghraifft o glymu edau. Mae enghreifftiau o'r cystadlu bayonet a snap-on yn cael eu dangos yn Ffigwr 2, gan ddefnyddio'r math cysylltydd BNC a'r SMP, yn y drefn honno.

Ffigwr 2: Enghreifftiau o'r cypyrddau bayonet a snap-on. Mae'r dull cyplysu yn bwysig mewn ceisiadau lle disgwylir dirgryniad ac yn aml mae'n fasnachu rhwng rhwyddineb defnydd a chloi diogel. 

Maint a gwydnwch y cysylltydd
O gofio'r tueddiad tuag at fylchau, mae maint yn chwarae rhan bwysig wrth ddewis cysylltydd. Mae Tabl 2, unwaith eto, yn dangos dosbarthiadau maint y cysylltwyr rhestredig. Mae gwahaniaeth rhwng maint a bywyd y cysylltydd. Mae cysylltwyr llai yn dueddol o fod â llai o gylchoedd paru cysylltu / datgysylltu ar gael. Lle y gall y cysylltydd N mwy fod â gwydnwch yn fwy na chylchoedd cyfatebol 500, mae'r gwydnwch cysylltydd U.FL micro-fach yn gyfyngedig i gylchoedd cyfatebol 30. Mae oes pob cysylltydd yn amrywio gyda'r gwneuthurwr, a dylid ymgynghori â'u manylebau os oes bywyd yn barafedr pwysig.

Yn gyffredinol, mae cysylltwyr cyfesal a ddefnyddir mewn ceisiadau fel offerynnau prawf a mesur, lle mae nifer o gylchoedd paru yn nodweddiadol, yn cael eu gwarchod yn gyffredinol trwy ddefnyddio 'arbedwyr cysylltydd'. Mae'r rhain yn hawdd eu disodli gan addaswyr yn cyd-fynd â'r cysylltwyr offerynnau ac yn cyflwyno corff cysylltydd gwario ar gyfer defnydd lluosog.

Dosbarthiadau dosbarthwyr a manylebau'r diwydiant
Mae nifer o wahanol ddosbarthiadau wedi'u categoreiddio gan gysylltwyr. Yn Nhabl 2, mae cysylltwyr manwl megis y 1 mm trwy gyflenwyr 2.92 mm a N yn disgyn o dan y IEEE-STD-287. Mae gan y cysylltwyr hyn oddefiadau dimensiwn mwy manwl a bennir gan eu ceisiadau lled band eang. Mae'r cysylltwyr mwy cyffredin yn dod o dan MIL-STD-348 neu o dan un o'r safonau Ewropeaidd, megis CECC 22220. Mae tolerannau ar y cysylltwyr hyn yn ddoeth ac felly mae cyfle i arbed costau.

Cydweddu cydweddu
Yn gysylltiedig â'r dosbarth cysylltydd yw'r gallu i gyfuno cysylltwyr o wahanol deuluoedd. Mae Tabl 2 yn rhestru nifer o fatiau cysylltydd cyfnewidadwy posibl. Mae'r cysylltyddion 1.85 mm a 2.4 mm yn cael eu cyfnewid, fel y mae'r cysylltwyr 2.92 mm a 3.5 mm. Gall cyrff cysylltydd dynion 2.92 mm a 3.5 mm gyd-fynd â chysylltwyr benywaidd SMA gyda gostyngiad yn y lled band cyffredinol. Oherwydd y gwahaniaeth yn eu dosbarth goddefgarwch, nid yw'n arfer da ceisio cyfuno dynion SMA gyda naill ai cysylltydd benywaidd 2.92 mm neu 3.5 mm. Gall goddefiannau mecanyddol ehangach y SMA niweidio pinnau derbyn y cysylltwyr manwl.

Sgôr pŵer cysylltydd
Nid yw gwneuthurwyr yn cyfraddu gwahanu pŵer eu cysylltwyr oherwydd bod y fanyleb honno'n ddibynnol iawn ar gais. Mae'n amrywio yn ôl amlder, system VSWR, tymheredd, uchder, a rhwystrau llwyth. Yn gyffredinol, mae'r drin pŵer yn amrywio'n uniongyrchol gyda maint y cysylltydd a'r gallu i wahanu gwres. Mae'r disipiad pŵer uchaf yn lleihau gydag amlder cynyddol.

Y cysylltydd gyda'r gallu trin pŵer gorau yw'r cysylltydd N, sy'n gallu trin 300 a 400 watts (W). Byddai'r cysylltwyr BNC a SMA yn dilyn mewn trefn. Cyfyngyddion cysylltiedig yn gyfyngedig i 10s o Watts. Unwaith eto, os oes angen gweithredu pŵer uchel, mae'n bwysig cysylltu â'r gwneuthurwr i gael manylebau datrys pŵer mwy manwl.

Defnydd y cysylltydd
Cyn defnyddio cysylltydd, mae'n bwysig ei harchwilio ar gyfer difrod fel gronynnau metel, dargludyddion canolfannau plygu, neu gregyn allanol wedi'u malu neu eu dadffurfio (Ffigwr 3). Dylid atgyweirio unrhyw ddifrod, neu dylid disodli'r cysylltydd â nam. Dylai cysylltwyr fod yn lân heb unrhyw baw cronni neu halogion eraill. Dylai cyrff cysylltwyr gyfuno'n esmwyth heb unrhyw glynu neu jamio. Peidiwch â gorfodi matio cysylltydd; os yw problem yn digwydd, ailarolygu'r cysylltydd i benderfynu ar y ffynhonnell.

Wrth alinio cysylltydd threaded, trowch yn unig y gragen allanol ac nid y corff cysylltydd neu'r cebl. Gallai cylchdroi'r corff cysylltydd niweidio dargludwyr y ganolfan. Unwaith y bydd y ferrule allanol yn dynn â llaw, defnyddiwch wrench torc calibredig i gyrraedd y torc cloi penodedig fesul cyfarwyddyd y gwneuthurwr.

Ffigur 3: (chwith) Enghraifft o gysylltydd SMA gyda ffilmiau baw a metel a gronnwyd ar y dielectric, (dde) yr un cysylltydd ar ôl iddo gael ei lanhau gyda swab cotwm ac alcohol isopropyl. 

Cynnal a chadw cysylltwyr
Dylid cadw cysylltwyr yn lân. Y ffordd orau i yswirio hyn yw defnyddio capiau amddiffynnol ar gysylltwyr pan nad ydynt yn cael eu defnyddio. Os yw cysylltydd wedi'i halogi gan baw dylid ei lanhau. Gellir glanhau cysylltwyr â dielectricau solet gyda swab cotwm rhad ac am ddim wedi'i dorri mewn alcohol isopropyl. Byddwch yn ofalus i osgoi pinnau arweinydd plygu. Mae'n arfer da hefyd i lanhau'r edau, yn fewnol ac yn allanol ar gysylltwyr threaded. Peidiwch â defnyddio swab ar gysylltwyr sy'n defnyddio dielectric aer, gan fod y gleiniau dielectrig sy'n dal yr elfennau yn eu lle yn gallu cael eu niweidio gan doddyddion. Gellir eu glanhau gan ddefnyddio aer sych cywasgedig.

Dewis cysylltwyr cyfechelog
Mae dewis cysylltydd cyfechelog yn dechrau gyda'r lled band sydd ei angen i drin y signalau sy'n cael eu defnyddio, ac yna ystyriaethau maint a chyfluniad mecanyddol (plwg, cynhwysydd, sodrydd, panel mount, ac ati). Er enghraifft, ystyriwch y cysylltydd allbwn ar gyfer generadur signal 1 GHz. Gan fod hwn yn ffynhonnell signal prawf a mesur, mae'r cysylltydd BNC yn ddewis cyffredin. Mae lled band y BNC yn fwy na 1 GHz ac mae ar gael fel cynhwysydd wedi'i osod ar banel. 

Wrth ddewis cysylltydd ar gyfer signal amlder sy'n fwy na 10 GHz, ystyriwch gysylltydd SMA. Gallai'r dewis hwn gael ei lywodraethu gan y tradeoff rhwng lled band a chost. Mae gan y cysylltydd 2.9 mm fwy na dwywaith lled band y SMA, ond mae'r fantais lled band hwnnw bron bron i dair gwaith y gost.

Casgliad
Mae'r erthygl hon wedi adolygu ystod y cysylltwyr cyfechelog RF sy'n crynhoi eu prif nodweddion. Mae'n cynrychioli man cychwyn da i ddylunwyr wrth ddewis cysylltydd addas ar gyfer eu dyluniad. Fel y dangosir, mae adolygiad gofalus o'r gofynion peirianneg yn bwysig wrth ddewis cysylltydd cyfechelog RF sy'n ymddangos yn syml. 

Os ydych chi'n chwilio am RF L27 cysylltydd cyfaxegol gwrywaidd, cliciwch ar y ddolen: http://fmuser.net/content/?693.html

Gadewch neges 

Rhestr negeseuon