ขั้วต่อ BNC 50 โอห์มถูกสร้างขึ้นสำหรับระบบ 50 โอห์ม และขั้วต่อ BNC 75 โอห์มถูกสร้างขึ้นสำหรับระบบ 75 โอห์ม ทั้งสองจะประกอบเข้ากันในกลไกเสมอ — เปลือกดาบปลายปืนเดียวกัน, ข้อต่อแบบเดียวกัน, การจัดเรียงพินเดียวกัน — แต่ไม่ได้เทียบเท่ากันทางไฟฟ้า: คุณลักษณะอิมพีแดนซ์ที่ตัวเชื่อมต่อแต่ละตัวรักษาไว้จะแตกต่างกัน และการใช้งานที่ต้องการจะแตกต่างกัน เลือก 50 โอห์มสำหรับอุปกรณ์ RF โทรคมนาคม และอุปกรณ์ทดสอบ เลือก 75 โอห์มสำหรับลิงก์วิดีโอ การออกอากาศ และการเฝ้าระวัง
ที่ความถี่วิดีโอเบสแบนด์ จุดเชื่อมต่อ BNC ที่ไม่ตรงกันอาจทำให้เกิดสัญญาณโกสต์จางๆ เท่านั้น บนเครื่องส่งสัญญาณ RF หรือลิงก์ HD-SDI จุดเชื่อมต่อเดียวกันจะยก VSWR และปิดรูปแบบตา บทความนี้จะเปรียบเทียบตัวเชื่อมต่อทั้งสองประเภท แสดงให้เห็นว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อทั้งสองประเภทมาบรรจบกัน และอธิบายวิธีการเลือกส่วนที่ถูกต้อง
หมายเลขความต้านทานหมายถึงอะไร
หมายเลขบนขั้วต่อ BNC คืออิมพีแดนซ์คุณลักษณะของเส้นทางสายส่งที่ขั้วต่อนั้นรักษาไว้ ขั้วต่อที่มีอิมพีแดนซ์ผิดจะทำหน้าที่เป็นความไม่ต่อเนื่องเล็กน้อย โดยส่วนหนึ่งของสัญญาณจะผ่านไป และส่วนหนึ่งจะสะท้อนกลับไปยังแหล่งกำเนิด
อิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะคืออัตราส่วนของคลื่นแรงดันไฟฟ้าต่อคลื่นกระแสที่เคลื่อนที่ไปตามเส้นสม่ำเสมอ ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางตัวนำด้านนอกต่อเส้นผ่านศูนย์กลางตัวนำด้านในและโดยอิเล็กทริกระหว่างพวกมัน ความยาวสายเคเบิลไม่เปลี่ยนแปลง และตำแหน่งของสวิตช์ก็ไม่เปลี่ยนเช่นกัน
เหตุใด 50 Ω จึงกลายเป็นมาตรฐาน RF
ห้าสิบโอห์มเป็นการประนีประนอม อิมพีแดนซ์ที่เหมาะสมที่สุดตามทฤษฎีสำหรับการจัดการพลังงานสูงสุดคือใกล้ 30 โอห์ม และค่าลดทอนที่เหมาะสมที่สุดใกล้ 77 โอห์ม ระบบ 50 โอห์มยอมเสียสละส่วนโค้งทั้งสองเล็กน้อยและรักษาสมดุลโดยรวมที่ดีที่สุด ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมระบบนี้จึงครองอุปกรณ์วิทยุ โครงสร้างพื้นฐานโทรศัพท์มือถือ GPS อุปกรณ์แบ็คฮอล Wi-Fi และอุปกรณ์ทดสอบ RF
เหตุใด 75 Ω จึงกลายเป็นมาตรฐานวิดีโอ
เจ็ดสิบห้าโอห์มตั้งอยู่ใกล้กับจุดลดทอนขั้นต่ำ ดังนั้นจึงใช้สายเคเบิลที่ยาวที่สุดก่อนที่จะต้องมีการขยายสัญญาณ สถานที่ให้บริการดังกล่าวทำให้ที่นี่เป็นตัวเลือกที่เป็นธรรมชาติสำหรับวิดีโอแอนะล็อก การออกอากาศ กล้องวงจรปิด และเคเบิลทีวี และการประชุมที่ส่งต่อไปยังวิดีโอดิจิทัลและ SDI ขั้วต่อ BNC 50 โอห์มได้รับการจัดอันดับที่ประมาณ 4 GHz ในการใช้งาน RF ทั่วไป ในขณะที่ชิ้นส่วน BNC 75 โอห์มมักจะใช้ต่ำกว่า 1 GHz เสมอ โดยที่ขนาดเปลือก BNC ยังคงทำงานได้อย่างเรียบร้อย
ความแตกต่างของโครงสร้างระหว่างขั้วต่อ BNC 50 Ω และ 75 Ω
ภายนอก BNC ทั้งสองประเภทมีลักษณะเหมือนกันและมีเปลือก ดาบปลายปืน และขนาดการผสมพันธุ์เหมือนกัน ความแตกต่างอยู่ภายใน: รูปทรงไดอิเล็กทริกและหน้าสัมผัสศูนย์กลาง
ขั้วต่อโคแอกเซียลต้องรักษาอัตราส่วนตัวนำและสภาพแวดล้อมอิเล็กทริกของสายเคเบิลที่ปลายสาย เนื่องจากเปลือก BNC เป็นแบบมาตรฐาน หน้าสัมผัสตรงกลางและฉนวนจึงมีอิมพีแดนซ์ ปลั๊ก BNC 50 Ω ใช้ฉนวน PTFE แข็ง และหมุดตรงกลางยื่นออกมาเกินหน้าไดอิเล็กทริก จึงสามารถจับได้ ปลั๊ก BNC ขนาด 75 Ω ใช้โปรไฟล์ไดอิเล็กตริกที่ได้รับการดัดแปลง ซึ่งมักมีระยะห่างระหว่างอากาศหรือเป็นพังผืด และหมุดตรงกลางจะฝังไว้ใต้จมูกไดอิเล็กทริก ซึ่งทำให้ชิ้นส่วนกันการสัมผัสได้ พินแบบฝังนี้เป็นการออกแบบโดยเจตนาของมาตรฐาน BNC 75 Ω ไม่ใช่อุบัติเหตุจากการผลิต
| ลักษณะเฉพาะ | 50 โอห์ม บีเอ็นซี | 75 โอห์ม บีเอ็นซี |
|---|---|---|
| ความต้านทาน | 50 โอห์ม | 75 โอห์ม |
| มาตรฐานอ้างอิง | MIL-STD-348, IEC 60169-8 | IEC 60169-12, EN 122190 |
| อิเล็กทริก | PTFE ที่เป็นของแข็ง | อิเล็กทริกแบบเว้นระยะห่างอากาศหรือเป็นพังผืด |
| ติดต่อศูนย์ | ยื่นออกมาน่าสัมผัส | แบบฝังฝ้า กันการสัมผัส |
| สายเคเบิลทั่วไป | RG-58, RG-213 | อาร์จี-59, อาร์จี-6 |
| การใช้งานทั่วไป | RF, โทรคมนาคม, ทดสอบ, GPS | วิดีโอ, SDI, กล้องวงจรปิด, CATV |
เมื่อคุณประกอบสายเคเบิล ให้จับคู่อิมพีแดนซ์ของตัวเชื่อมต่อกับอิมพีแดนซ์ของสายเคเบิล ก่อนที่คุณจะจับคู่ตัวเชื่อมต่อกับเส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิล BNC 50 Ω ที่ออกแบบมาสำหรับสายเคเบิลแบบยืดหยุ่น จีบเข้ากับ RG-58 คือจัมเปอร์ RF มาตรฐาน BNC 75 Ω ที่บีบเข้ากับ RG-59 นั้นเทียบเท่ากับวิดีโอ
ขั้วต่อ BNC สำหรับสายโคแอกเชียลแบบยืดหยุ่นพร้อมอิมพีแดนซ์ที่ตรงกัน กลุ่มตัวเชื่อมต่อนี้เข้าปลายสาย RG-58, RG-59 และสายเคเบิลแบบยืดหยุ่นที่คล้ายกันด้วยรูปทรงพินกลางที่ควบคุมได้ ช่วยรักษาอิมพีแดนซ์ 50 หรือ 75 โอห์มตามที่ต้องการผ่านหัวต่อและลดการสะท้อนในสายเคเบิลที่ประกอบ ดูผลิตภัณฑ์ → คุณสามารถผสมขั้วต่อ BNC 50 Ω และ 75 Ω ได้หรือไม่
คุณสามารถ — ดาบปลายปืนล็อคอย่างแน่นหนา — แต่ผลลัพธ์ที่ได้คือสเต็ปอิมพีแดนซ์เล็กน้อยที่สะท้อนส่วนของสัญญาณ หากเส้นทางวิดีโอ 75 Ω มีขั้วต่อ 50 Ω ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนที่จุดเชื่อมต่อคือ (50 − 75) (50 75) = −0.20: ประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ของคลื่นแรงดันไฟฟ้าจะมองเห็นความไม่ต่อเนื่อง VSWR อยู่ที่ 1.50:1 ค่าที่สูญเสียไปใกล้กับ 14 dB และประมาณ 4 เปอร์เซ็นต์ของกำลังที่สะท้อนกลับ
| เมตริก | ค่าสำหรับขั้วต่อ 50 Ω บนเส้นทาง 75 Ω |
|---|---|
| ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน | 0.20 |
| VSWR | 1.50:1 |
| กลับขาดทุน | ประมาณ 14 เดซิเบล |
| พลังที่สะท้อนออกมา | 4 เปอร์เซ็นต์ |
ตัวเลขเหล่านั้นมีความสำคัญหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับความถี่และอัตราบิต ที่วิดีโอเบสแบนด์ที่มีความถี่สูงถึงไม่กี่เมกะเฮิรตซ์ ความยาวคลื่นจะอยู่ที่หลายสิบเมตร ดังนั้นตัวเชื่อมต่อที่มีขนาดเซนติเมตรไม่ตรงกันจึงอาจมองไม่เห็นหรือปรากฏเป็นเสียงสะท้อนแผ่วๆ บนลิงก์ HD-SDI ที่ 1.485 Gbit/s และสูงกว่านั้น จุดเชื่อมต่อเดียวกันจะทำให้ข้อมูลเสียหาย และอาจทำให้ภาพหลุดหรือล็อคหายได้ ในการตั้งค่าการทดสอบ RF อะแดปเตอร์ บาร์เรล หรือตัวเชื่อมต่อที่มีอิมพีแดนซ์ไม่ถูกต้องจะทำให้การสอบเทียบเสียหาย ในห่วงโซ่เครื่องส่งสัญญาณ พลังงานที่สะท้อนกลับจะเปลี่ยนสิ่งที่ระยะเอาท์พุตมองเห็น และอาจตัดวงจรป้องกันได้
แผงวัดและแผงทดสอบควรคงค่าอ้างอิงอิมพีแดนซ์ไว้ตั้งแต่บอร์ดถึงสายเคเบิล BNC 50 Ω ที่ติดตั้งบน PCB พร้อมการเปลี่ยนกราวด์ที่มีรูปทรงสั้นและสวยงามจะคงการอ้างอิงนั้นไว้ที่จุดที่สัญญาณเข้าหรือออกจากบอร์ด
ขั้วต่อ BNC ที่ติดตั้งบน PCB เพื่อความสมบูรณ์ของสัญญาณระดับบอร์ด BNC ที่ติดตั้งบนบอร์ดโดยตรงจะรักษาค่าอ้างอิงอิมพีแดนซ์ที่การเปลี่ยน PCB ทำให้เหมาะสำหรับบอร์ดทดสอบและอุปกรณ์ที่ต้องการการปล่อยเข้าสู่วงจรระยะสั้นที่มีการควบคุม ดูผลิตภัณฑ์ → วิธีระบุขั้วต่อ BNC 50 Ω หรือ 75 Ω
การตรวจสอบที่เร็วที่สุดคือการมองเห็น: ดูที่หน้าคู่ของปลั๊ก หมุดตรงกลางที่ยื่นออกมาล้อมรอบด้วย PTFE แข็งหมายถึง 50 Ω หมุดตรงกลางแบบฝังที่ซ่อนอยู่ใต้จมูกไดอิเล็กทริกหมายถึง 75 Ω
- หน้าปลั๊ก: ขาสัมผัส = 50 Ω; พินแบบฝังและป้องกันการสัมผัส = 75 Ω
- เครื่องหมายที่ตัวถังและรองเท้าบู๊ต: หลายส่วนมีการประทับตรา “50 Ω”, “75 Ω” หรือมีซีรี่ส์เฉพาะ เครื่องหมาย “BNC” ธรรมดาไม่ได้พิสูจน์ความต้านทาน
- ปลอกหุ้มสายเคเบิล: RG-58 และ RG-213 คือ 50 Ω; RG-59 และ RG-6 มีค่า 75 Ω แต่ให้ตรวจสอบเครื่องหมายบนสายเคเบิล เนื่องจากขั้วต่อสามารถติดตั้งเข้ากับสายเคเบิลที่ไม่ถูกต้องได้
- การวัด: รีเฟลกโตมิเตอร์โดเมนเวลาหรือเครื่องวิเคราะห์เครือข่ายจะให้ค่าที่ชัดเจนเมื่อแอปพลิเคชันไม่สามารถทนต่อข้อสงสัยได้
- อะแดปเตอร์: อะแดปเตอร์ภายในประเภท BNC จับคู่ตัวเชื่อมต่อสองตัวทางกลไก มันไม่ได้แปลงอิมพีแดนซ์ การใช้อันเดียวจะย้ายทางแยกเท่านั้น
ปฏิบัติต่อชิ้นส่วนที่มีการประทับตรา “50/75 Ω” ด้วยความสงสัย ขั้วต่อยูทิลิตีบางตัวมีพิกัดทั้งสองแบบ เนื่องจากมีไว้สำหรับการควบคุมความถี่ต่ำหรือลิงก์วิดีโอที่มีข้อกำหนดหลวมๆ ในระบบ RF แบบกระจายเสียงหรือแบบแม่นยำ ชิ้นส่วนประเภทนั้นไม่สามารถทดแทนส่วนประกอบ 50 Ω หรือ 75 Ω จริงได้
วิธีการเลือกความต้านทานของขั้วต่อ BNC ที่เหมาะสม
ตัดสินใจเลือกความต้านทานของระบบก่อน จากนั้นเลือกสายเคเบิล ปลายขั้วต่อ และรูปแบบการติดตั้งให้ตรงกัน อิมพีแดนซ์ต้องสม่ำเสมอตั้งแต่พอร์ตอุปกรณ์จนถึงปลายสายไกล
- ระบุความต้านทานของระบบจากเอกสารข้อมูลอุปกรณ์หรือป้ายพอร์ต อุปกรณ์ RF, วิทยุ, เครื่องรับ GPS และเสาอากาศส่วนใหญ่อยู่ที่ 50 Ω กล้อง เราเตอร์วิดีโอ จอภาพ และอุปกรณ์ SDI อยู่ที่ 75 Ω
- เลือกสายเคเบิลที่มีอิมพีแดนซ์เท่ากัน ใช้ RG-58 หรือ RG-213 สำหรับ 50 Ω; RG-59 หรือ RG-6 สำหรับ 75 Ω
- จับคู่ปลายสายกับสายเคเบิล ขั้วต่อแบบจีบเหมาะกับการผลิตในปริมาณมาก ประเภทแคลมป์และแบบบัดกรีเหมาะกับการซ่อมแซมภาคสนาม อย่าบังคับตัวขั้วต่อที่ออกแบบมาสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิลเส้นหนึ่งไปทับอีกเส้นหนึ่ง
- เลือกรูปแบบการติดตั้ง ขั้วต่อสายเคเบิลแบบยืดหยุ่นทำให้จัมเปอร์ ขั้วต่อกั้นปิดแผงและแชสซี ขั้วต่อ PCB ลงบนแผงวงจร และขั้วต่อแบบแปลนโบลต์กับพื้นผิวเรียบ
- ตรวจสอบข้อกำหนด VSWR หรือการสูญเสียผลตอบแทนหากความถี่สูงหรือการทำงานยาวนาน สำหรับงาน RF 50 Ω VSWR 1.30:1 ที่ความถี่ในการทำงานเป็นเป้าหมายที่สมเหตุสมผล สำหรับวิดีโอ ตัวเชื่อมต่อควรระบุ 75 Ω โดยมีขีดจำกัดความถี่ที่ชัดเจน
หากคุณกำลังตัดสินใจระหว่าง BNC และครอบครัวอื่น ๆ คู่มือการเลือกตัวเชื่อมต่อโคแอกเซียล RF อธิบายว่า BNC เปรียบเทียบกับ TNC, N, SMA และซีรีย์ที่เกี่ยวข้องอย่างไร และพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าใดที่สำคัญที่สุด
ในกรณีที่สายเคเบิลเข้าไปในแชสซี ให้ใช้ตัวเชื่อมต่อแบบกั้นเพื่อให้ชีลด์ยึดติดกับแผงโดยตรง และสายเคเบิลจะถูกปลดออกโดยกลไก ซึ่งช่วยให้การเปลี่ยนอิมพีแดนซ์สั้นและป้องกันความเครียดที่จุดบัดกรีหรือจุดย้ำ
ตัวเชื่อมต่อ BNC แบบ Bulkhead-Mount สำหรับแชสซีและแผงฟีดทรู BNC แบบติดตั้งบนแผงรูเดียวจะยึดแผงป้องกันเข้ากับแชสซีโดยตรง ซึ่งช่วยบรรเทาความเครียดทางกลและการป้อนผ่านขนาดกะทัดรัด ซึ่งช่วยให้เส้นทางอิมพีแดนซ์สั้นเมื่อกำหนดเส้นทางสายเคเบิลผ่านผนังตู้ ดูผลิตภัณฑ์ → คำถามที่พบบ่อย
BNC 50 Ω เข้ากันได้ทางกายภาพกับ BNC 75 Ω หรือไม่
ใช่. เส้นผ่านศูนย์กลางเปลือก ตัวเชื่อมแบบดาบปลายปืน และเส้นผ่านศูนย์กลางของพินตรงกลางจะเท่ากัน ดังนั้นปลั๊ก 50 Ω จะล็อคเข้ากับแจ็ค 75 Ω อย่างแน่นหนา และในทางกลับกัน ความเข้ากันได้เป็นเพียงกลไกเท่านั้น ความต้านทานไฟฟ้ายังคงแตกต่างกัน
การผสมขั้วต่อ BNC ขนาด 50 Ω และ 75 Ω สามารถทำให้อุปกรณ์เสียหายได้หรือไม่
ไม่ใช่โดยตรง. จุดเชื่อมต่อจะสะท้อนกำลังสัญญาณเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ ซึ่งโดยปกติแล้วจะถูกดูดซับโดยสายเคเบิลและขั้วต่อ ความเสี่ยงในทางปฏิบัติคือระยะขอบของวิดีโอที่ลดลง ข้อผิดพลาดในการสอบเทียบ RF และการป้องกัน VSWR ของเครื่องส่งสัญญาณสะดุดบนลิงก์กำลังสูง
ฉันจะทราบได้อย่างไรว่าสายเคเบิลของฉันคือ 50 Ω หรือ 75 Ω
อ่านเครื่องหมายแจ็คเก็ตหากอ่านออกได้: RG-58 และ RG-213 มีค่า 50 Ω; RG-59 และ RG-6 คือ 75 Ω เมื่อเครื่องหมายหายไป ให้ตรวจสอบรูปทรงของตัวเชื่อมต่อหรือวัดเส้นหากแอปพลิเคชันต้องการงบประมาณอิมพีแดนซ์
เหตุใดพินกลาง BNC 75 Ω จึงฝังอยู่
หน้าสัมผัสตรงกลางแบบฝังแบบฝังและป้องกันการสัมผัสเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบ BNC 75 Ω ช่วยป้องกันไม่ให้ผู้ใช้สัมผัสหมุดถ่ายทอดสดในขณะที่แพตช์การออกอากาศหรือชั้นวางวิดีโอ และลดโอกาสที่เชลล์จะลัดวงจรโดยไม่ตั้งใจ
ฉันจำเป็นต้องมีตัวเชื่อมต่อ BNC 75 Ωสำหรับวิดีโอ SDI หรือไม่
ใช่. SDI เป็นแบบมาตรฐานตั้งแต่ต้นจนจบ 75 Ω ขั้วต่อ 50 Ω ที่เสียบไว้ที่ใดก็ได้ในเส้นทางจะเพิ่มการสะท้อนที่อัตราข้อมูลอนุกรม แพตช์ทดสอบสั้นอาจผ่าน แต่ลิงก์ที่ใช้งานจริงควรคงอยู่ที่ 75 Ω. ทั้งหมด
