ВОЗ

Если вы работаете с аналоговыми сигналами на частотах выше базового звука, вполне вероятно, что где-нибудь у вас найдется коробка с коаксиальными адаптерами. Они вам понадобятся, потому что, скорее всего, на вашем столе будут инструменты, устройства и модули с ошеломляющим разнообразием разъемов. Заставляя все эти разрозненные устройства общаться друг с другом, вы, вероятно, имеете виноватое прошлое: в какой-то момент вы создадите нечестивого монстра коаксиального интерфейса, связав вместе несколько адаптеров для получения желаемой комбинации входного и выходного разъема. Не волнуйся, со мной твоя тайна в безопасности.

Существует огромное количество факторов, которые влияют на выбор ВЧ-разъема для оборудования. Вы можете подумать, что наиболее важными будут физические и электрические характеристики самого разъема, но в игру вступают и другие факторы, такие как политика компании в области дизайна, принятые нормы в конкретной области и личные предпочтения проектировщика. В этой статье мы рассмотрим некоторые типы разъемов и попытаемся объяснить некоторые из них.

Прежде чем рассматривать отдельные разъемы, стоит взглянуть на гораздо более широкую картину того, что делает радиочастотный разъем и почему он сконструирован определенным образом. А для этого нам нужно кратко поговорить о характеристическом импедансе, не углубляясь слишком далеко в математические доказательства, которые занимают студентов-электронщиков первого курса.

Итак, представьте себе бесконечно длинный кусок коаксиального кабеля, по которому течет радиочастотный сигнал. Если бы вам нужно было неинвазивно измерить ВЧ-напряжение и ток, вы могли бы затем рассчитать импеданс в Омах аналогично тому, как вы могли бы рассчитать сопротивление в цепи постоянного тока. В идеальном теоретическом коаксиальном кабеле этот показатель импеданса будет одинаковым независимо от частоты или напряжения ВЧ; оно зависит от физических свойств самого коаксиала, размеров проводников и диэлектрических свойств его непроводящих компонентов.

Если вы подключаете что-либо к коаксиальному кабелю в предыдущем абзаце, оно должно иметь тот же импеданс, что и характеристическое сопротивление коаксиального кабеля. Если будет представлен другой импеданс, то часть РЧ будет отражаться обратно по коаксиалу, общий импеданс системы изменится и произойдет потеря сигнала. Таким образом, с точки зрения радиочастотного сигнала, все, что вы к нему подключаете, электрически должно выглядеть как еще один коаксиальный кабель.

Вкратце, это проблема, с которой сталкиваются разработчики радиочастотных разъемов: обеспечить, чтобы их продукт во всех своих частях имел точно такой же импеданс, как и коаксиальный кабель, к которому он подсоединяется. Электрически должно выглядеть так, как будто разъема нет: цельный кусок коаксиального кабеля на нужной рабочей частоте.

Чтобы добиться идеального согласования импеданса, разработчик ВЧ-разъема должен убедиться, что внутренний диаметр внешней оболочки, диаметр центрального проводника и диэлектрические свойства изолятора таковы, что во всех точках пути прохождения сигнала характеристическое сопротивление та же. Если бы вы распилили типичный высокопроизводительный радиочастотный разъем пополам вдоль, вы бы увидели его в действии, для достижения этой цели было уделено большое внимание.

Однако стоит отметить, что иногда цель постоянного импеданса не преследуется. Популярные разъемы имеют обыкновение использоваться в течение многих десятилетий, поэтому некоторые из них вы встретите, например, антенное гнездо Беллинга-Ли на европейских телевизорах или разъем с неуместным теперь названием «УВЧ», который вы увидите на КВ-радиоприемниках. на самом деле это старые конструкции, задуманные до того, как механизм характеристического сопротивления был полностью понят. Или, в случае с фонокорректором «RCA», аналогичной устаревшей конструкцией, корни которой лежат в аудио, а радиочастотные свойства не представляли интереса для ее создателей.

Существует множество стилей коаксиальных разъемов, как устаревших, так и все еще имеющихся на рынке. Некоторые из них имеют весьма специфическое применение, а другие предназначены для общего использования. К счастью, из этого огромного каталога лишь несколько стилей стали настолько популярными, что вы можете с ними часто встречаться, поэтому при детальном рассмотрении отдельных разъемов нам достаточно рассмотреть лишь несколько примеров.