ทำความเข้าใจพื้นฐานของ Coaxial Adapters เพื่อใช้ประโยชน์จากส่วนประกอบที่มีประโยชน์เหล่านี้ให้ดียิ่งขึ้น

By Art Pini

Contributed By DigiKey's North American Editors

ผู้ใช้อุปกรณ์เครื่องมือวัดอิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องกับการส่งหรือรับสัญญาณไฟฟ้าความถี่สูง คุ้นเคยกับการเชื่อมต่อแบบโคแอกเซียลเนื่องจากมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย ประเภทของการเชื่อมต่อดังกล่าวอาจถูกมองข้ามไปบ้างจนกว่าจะถึงเวลาที่จะต้องเชื่อมต่ออุปกรณ์หลายชิ้นเข้าด้วยกันหรือขยายสายโคแอกเซียล ณ จุดนี้นักออกแบบหรือผู้ใช้อุปกรณ์อื่น ๆ อาจหันไปใช้อะแดปเตอร์ แต่ก่อนที่จะทำเช่นนั้นพวกเขาจำเป็นต้องเข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงผลกระทบและลักษณะของอะแดปเตอร์แต่ละประเภทที่อาจใช้

มีเหตุผลว่าทำไมจึงต้องมีอะแดปเตอร์หลายชนิด “Tees” เชื่อมต่อแหล่งสัญญาณเดียวกับเครื่องมือหลายชิ้นในขณะที่ “ถัง” ขยายการเชื่อมต่อสายโคแอกเชียล จากนั้นก็มีบล็อก DC, bias tees, แผ่นอิมพีแดนซ์, อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากและขั้วต่าง ๆ ซึ่งทั้งหมดนี้มักใช้กันทั่วไป แต่บางครั้งก็ไม่เข้าใจทั้งหมดว่าใช้เพื่ออะไร การใช้อะแดปเตอร์เหล่านี้อย่างถูกต้องจำเป็นต้องมีความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับสายส่งและการดูแลในระหว่างการเลือก

บทความนี้แสดงภาพรวมคร่าว ๆ ของสายส่ง จากนั้นจะแนะนำอะแดปเตอร์โคแอกเซียลประเภทต่าง ๆ อธิบายวิธีการทำงานและแสดงวิธีการใช้งานที่ดีที่สุด ตัวอย่างโลกแห่งความเป็นจริงจากAmphenol RF, Amphenol’s Times Microwave Systems, และ Crystek Corporation ถูกนำมาใช้

สายส่งคืออะไร?

สายส่งในรูปแบบของสายโคแอกเชียลสายแบนไมโครสตริปหรืออื่น ๆ เชื่อมต่อแหล่งสัญญาณกับโหลด สายส่งมีความต้านทานลักษณะที่กำหนดโดยขนาดทางกายภาพของตัวนำระยะห่างและวัสดุอิเล็กทริกที่ใช้ในการแยกตัวนำ สายโคแอกเซียลส่วนใหญ่มีความต้านทานลักษณะเฉพาะที่ 50 โอห์ม (W) สำหรับงาน RF ทั่วไปหรือ 75 W สำหรับแอปพลิเคชันวิดีโอ

เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพสูงสุดในการถ่ายโอนพลังงานจากแหล่งที่มาไปยังโหลดความต้านทานของแหล่งกำเนิดความต้านทานลักษณะเฉพาะของสายส่งและความต้านทานของโหลดควรจับคู่ หากอิมพีแดนซ์แตกต่างกันพลังงานบางส่วนจะสะท้อนจากทางแยกที่ไม่ตรงกัน ตัวอย่างเช่นหากอิมพีแดนซ์ของโหลดแตกต่างจากอิมพีแดนซ์ต้นทางและสายส่งพลังงานจะสะท้อนจากโหลดกลับไปยังแหล่งที่มา (รูปที่ 1)

รูปภาพของสายโคแอกเชียลที่มีโหลดไม่ตรงกันรูปที่ 1: สายโคแอกเซียลที่มีโหลดไม่ตรงกันจะสะท้อนพลังงานจากโหลดกลับไปยังแหล่งกำเนิดที่สร้างคลื่นนิ่งในเส้นทางการส่ง (แหล่งรูปภาพ: DigiKey)

คลื่นที่ตกกระทบและสะท้อนกลับจะรวมตัวกันเป็นพิเศษตามเส้นทางการส่งผ่านซึ่งก่อให้เกิดคลื่นนิ่งโดยที่แอมพลิจูดจะแตกต่างกันไปเป็นระยะตามความยาวทางกายภาพของเส้นทาง คลื่นนิ่งทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดและอาจส่งผลให้ส่วนประกอบเสียหายได้ การจับคู่อิมพีแดนซ์ของแหล่งที่มาสายส่งและโหลดจะป้องกันการสร้างคลื่นนิ่งและช่วยให้มั่นใจได้ว่าการส่งพลังงานจากแหล่งที่มาไปยังโหลดมีประสิทธิภาพสูงสุด

เนื่องจากข้อกำหนดการจับคู่อิมพีแดนซ์จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องใช้อะแดปเตอร์ที่ถูกต้อง แต่ในไม่ช้านักออกแบบจะค้นพบอะแดปเตอร์มีจำนวนมากและหลากหลายและมักจะมาพร้อมกับคุณสมบัติที่นอกเหนือไปจากการเชื่อมต่อพื้นฐาน

อะแดปเตอร์แบบ Tee

พิจารณาระบบเครื่องมือพื้นฐานที่ประกอบด้วยแหล่งเดียวออสซิลโลสโคปและเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม (รูปที่ 2)

แผนภาพการเชื่อมต่อเครื่องมือทั้งสามในตัวอย่างนี้รูปที่ 2: การเชื่อมต่อเครื่องมือทั้งสามในตัวอย่างนี้โดยใช้อะแดปเตอร์ทีจำเป็นต้องมีการปรับอิมพีแดนซ์อินพุตของออสซิลโลสโคปเพื่อป้องกันความไม่ตรงกันที่แหล่งสัญญาณ (แหล่งรูปภาพ: DigiKey)

แหล่งสัญญาณมีอิมพีแดนซ์เอาท์พุท 50 Ωและมีวัตถุประสงค์เพื่อทำงานในโหลด 50 Ω หากใช้อะแดปเตอร์ทีเพื่อเชื่อมต่อออสซิลโลสโคปและเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมโดยตั้งค่าการสิ้นสุดอินพุต 50 Ωแหล่งสัญญาณจะเห็นโหลด 25 Ω ลดเอาต์พุตและตั้งค่าคลื่นนิ่งบนสายเคเบิล เคล็ดลับในที่นี้คือการตั้งค่าเครื่องมือที่อยู่ตรงกลางของการวิ่งโคแอกเซียลไปที่การสิ้นสุดอินพุตอิมพีแดนซ์สูงและเครื่องมือที่อยู่ด้านไกลของโคแอกเซียลจะวิ่งไปที่การสิ้นสุดอินพุต 50 Ω ดังที่แสดง แหล่งสัญญาณจะเห็นว่าเป็นโหลด 50 Ω และทั้งหมดจะเป็นไปด้วยดี

The Amphenol RF 112461 (รูปที่ 3) คือที BNC พร้อมปลั๊ก BNC ตัวเดียวแจ็ค BNC สองตัวและแบนด์วิดท์ 4 กิกะเฮิรตซ์ (GHz) สามารถใช้ในการกำหนดค่าที่แสดงในตัวอย่างของเราสำหรับเครื่องมือที่มีแบนด์วิดท์ต่ำกว่า 4 GHz

รูปภาพของ Amphenol 112461 BNC teeรูปที่ 3: Amphenol 112461 BNC tee มีแบนด์วิดท์ 4 GHz ในตัวอย่างที่แสดงในรูปที่ 1 ปลั๊กจะเชื่อมต่อกับอินพุตออสซิลโลสโคปและสายโคแอกเซียลเชื่อมต่อจากแจ็ค BNC ไปยังแหล่งสัญญาณและตัววิเคราะห์สเปกตรัม (แหล่งรูปภาพ: Amphenol RF)

ประเภทของทีที่จะเลือกขึ้นอยู่กับตัวเชื่อมต่อที่ใช้กับเครื่องมือและจะขึ้นอยู่กับแบนด์วิดท์ของเครื่องมือที่เกี่ยวข้อง โดยทั่วไปแล้วอะแดปเตอร์โคแอกเซียล เช่น ชนิด tee จะไม่พร้อมใช้งานสำหรับแบนด์วิดท์ที่เกิน 40 GHz เนื่องจากการสูญเสียสัญญาณกลายเป็นปัญหาในอะแดปเตอร์ที่ความถี่เหล่านี้ รายการของคอนเน็กเตอร์โคแอกเซียลสำหรับเครื่องมือทั่วไปที่โดยทั่วไปจะมีอะแดปเตอร์พร้อมกับคุณลักษณะเด่น (ตารางที่ 1)

ประเภท แบนด์วิดท์ (GHz) ความต้านทาน VSWR วิธีการเชื่อมต่อ ขนาด ข้อมูลจำเพาะ หมายเหตุ
2.92 mm K 40 50 Ω 1.34:1 เกลียว ย่อย IEEE Std. 287 เพื่อนที่มี 2.92 mm และ SMA (จำกัด )
แรงบิดถึง 8 in-lb (90 N-cm)
3.5 mm 33 50 Ω 1.30:1 เกลียว ย่อย IEEE Std. 287 เพื่อนที่มี 2.92 mm และ SMA (จำกัด )
แรงบิดถึง 8 in-lb (90 N-cm)
BNC 6 50 Ω
75 Ω
1.2:1 Bayonet ขนาดเล็ก MIL-STD-348
MIL-C-39012
N 18 50 Ω 1.35:1 เกลียว มาตรฐาน IEEE Std. 287
MIL-C-39012
แรงบิดถึง 12 in-lb (135 N-cm)
SMA 18 50 Ω 1.2:1 เกลียว ย่อย MIL-STD-348
MIL-C-39012
แรงบิดถึง 5 in-lb (56 N-cm)

ตารางที่ 1: ตระกูลคอนเน็กเตอร์โคแอกเซียลทั่วไปสำหรับอะแด็ปเตอร์ที่พร้อมใช้งาน อะแดปเตอร์ที่สูงกว่า 40 GHz มีการสูญเสียซึ่งทำให้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งาน (ที่มาของตาราง: DigiKey)

อะแดปเตอร์ตระกูลตัวเชื่อมต่อ

การมีตัวเชื่อมต่อหลายประเภทก่อให้เกิดความต้องการที่จะสามารถแปลงจากตัวเชื่อมต่อประเภทหนึ่งไปเป็นอีกประเภทหนึ่งได้ พิจารณาว่าต้องใส่สาย SMA จากขั้วต่อ BNC อินพุตบนออสซิลโลสโคปหรือเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม สำหรับสถานการณ์นี้ Amphenol RF242103 มีปลั๊ก BNC เพื่อเชื่อมต่อกับเครื่องมือและแจ็ค SMA เพื่อรับสาย SMA (รูปที่ 4)

รูปภาพของ Amphenol RF BNC เป็นอะแดปเตอร์ SMAรูปที่ 4: อะแดปเตอร์ BNC เป็น SMA จะพอดีระหว่างแจ็ค BNC และปลั๊ก SMA ตามที่อาจจำเป็นในการเชื่อมต่อสายเคเบิล SMA กับอินพุตของอุปกรณ์ (แหล่งรูปภาพ: Amphenol RF)

ผู้ใช้อุปกรณ์ควรจำไว้ว่าเมื่อใดก็ตามที่ใช้อะแด็ปเตอร์แบนด์วิดท์ของการเชื่อมต่อระหว่างกันจะลดลงเหลือแบนด์วิดท์ที่ต่ำกว่าของตัวเชื่อมต่อทั้งสองตระกูล ในกรณีของอะแด็ปเตอร์ BNC เป็น SMA แบนด์วิดท์คือ 4 GHz ซึ่งสืบทอดมาจาก BNC

นอกจากนี้ยังมีอะแดปเตอร์ที่มีการเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์จาก 50 เป็น 75 Ωและในทางกลับกัน

อะแดปเตอร์บาร์เรลและกั้น

การขยายสายเคเบิลหรือนำสายเคเบิลผ่านแผงต้องใช้อะแดปเตอร์แบบต่อตรง (บาร์เรล) หรืออะแดปเตอร์กั้น สิ่งเหล่านี้มีให้สำหรับตระกูลของตัวเชื่อมต่อที่แสดงในตารางที่ 1 ตัวอย่างคือ Amphenol RF132170 อะแดปเตอร์กั้นซึ่งมีแจ็ค SMA สองตัวซึ่งสายเคเบิลที่ใช้ปลั๊ก SMA สามารถเชื่อมต่อที่ด้านใดด้านหนึ่งของแผงกั้นหรือแผง (รูปที่ 5)

รูปภาพของขั้วต่อ SMA กั้น Amphenol RFรูปที่ 5: ตัวอย่างของตัวเชื่อมต่อ SMA แบบกั้นซึ่งสามารถติดตั้งบนแผงควบคุมเพื่อส่งการเชื่อมต่อแบบโคแอกเซียลผ่านได้ (แหล่งรูปภาพ: Amphenol RF)

ตัวเชื่อมต่อ Barrel สามารถกำหนดค่าเป็นแจ็คต่อแจ็คหรือเป็นปลั๊กต่อปลั๊กและโดยทั่วไปจะน้อยกว่าเป็นปลั๊กต่อแจ็ค

การสิ้นสุด

การเชื่อมต่ออุปกรณ์อินพุตอิมพีแดนซ์สูงหลายชุดจากแหล่งกำเนิด 50 Ωจำเป็นต้องมีการยกเลิก 50 Ω (รูปที่ 6)

รูปภาพของขั้ว Amphenol RF 202120 50 Ωรูปที่ 6: เมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์อินพุตอิมพีแดนซ์สูงหลายตัวเข้ากับแหล่ง 50 Ωจำเป็นต้องใช้เทอร์มิเนเตอร์ภายนอก 50 Ω เพื่อป้องกันการสะท้อนในสายโคแอกเซียล (แหล่งรูปภาพ: DigiKey)

Amphenol RF 202120 เทอร์มิเนเตอร์ 50 Ω เป็นตัวอย่างของการสิ้นสุดโคแอกเซียลที่กำหนดค่าเป็นแจ็ค BNC (รูปที่ 7)

รูปภาพ Crystek CBLK-300-3 บล็อก DC และส่งผ่านสัญญาณรูปที่ 7: Amphenol RF 202120 คือการสิ้นสุด 50 Ω ที่กำหนดค่าเป็นแจ็ค BNC (แหล่งรูปภาพ: Amphenol RF)

แจ็ค BNC ยอมรับสายโคแอกเชียลโดยตรง นอกจากนี้ยังมีการยกเลิกในรูปแบบของปลั๊ก BNC ที่เชื่อมต่อกับแจ็ค BNC สิ่งเหล่านี้มีประโยชน์เมื่อยกเลิกเครื่องมือที่แผงด้านหน้าโดยตรง ในขณะที่ออสซิลโลสโคปส่วนใหญ่มีทั้งอิมพีแดนซ์สูงและอินพุต 50 Ω แต่มีขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้าสำหรับอินพุตขอบเขต 50 Ω โดยปกติคือ 5 โวลต์ ออสซิลโลสโคปยังมีขีด จำกัด กำลังไฟฟ้า 0.5 วัตต์สำหรับอินพุต 50 Ω 202120 ได้รับการจัดอันดับที่ 1 วัตต์และสามารถรองรับได้มากกว่า 7 โวลต์

นอกจากนี้ยังมีการยกเลิกสำหรับอิมพีแดนซ์อื่น ๆ ตัวอย่างเช่นเทอร์มิเนเตอร์ 75 Ω มักใช้ในแอพพลิเคชั่นโทรทัศน์และวิดีโอ ใช้ 0 Ω หรือการสิ้นสุดการลัดวงจรเมื่อปรับเทียบเครื่องวิเคราะห์เครือข่าย

บล็อก DC และ bias tees

บล็อก DC เป็นอะแดปเตอร์โคแอกเซียลที่บล็อกสัญญาณไฟฟ้ากระแสตรงและอนุญาตให้ส่งผ่านสัญญาณ RF ใช้เพื่อป้องกันส่วนประกอบ RF ที่ละเอียดอ่อนจาก DC ซึ่งถูกบล็อกโดยตัวเก็บประจุ บล็อก DC มีสามประเภท:

  • บล็อก DC ด้านในใช้ตัวเก็บประจุตัวเดียวในอนุกรมกับตัวนำด้านในหรือกึ่งกลางของสายโคแอกเชียล
  • บล็อก DC ด้านนอกมีตัวเก็บประจุแบบอนุกรมพร้อมกับตัวนำโล่ของสายโคแอกเชียล
  • บล็อก DC ด้านใน/ด้านนอกมีตัวเก็บประจุแบบอนุกรมโดยมีทั้งตัวนำด้านในและด้านนอก

บล็อก DC ทุกประเภทถูกกำหนดไว้สำหรับอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะโดยปกติคือ 50 หรือ 75 Ω Crystek Corporation CBLK-300-3 เป็นบล็อก DC ตัวนำด้านในขนาด 50 Ωที่ส่งสัญญาณที่มีความถี่ตั้งแต่ 300 กิโลเฮิรตซ์ (kHz) ถึง 3 GHz ในขณะที่ปิดกั้นระดับ DC สูงถึง 16 โวลต์โดยมีการแทรกต่ำและการสูญเสียกลับในช่วงความถี่การทำงาน (รูปที่ 8)

แผนผังของ Crystek CBLK-300-3 บล็อก DC และส่งผ่านสัญญาณรูปที่ 8: Crystek CBLK-300-3 บล็อก DC และส่งสัญญาณด้วยความถี่ตั้งแต่ 300 kHz ถึง 3 GHz (แหล่งรูปภาพ: Crystek Corporation)

Bias tee

bias tee เกี่ยวข้องกับ DC block เป็นอะแดปเตอร์สามพอร์ตที่ใช้ไฟ DC กับพอร์ตเดียว พอร์ตที่สองรวม DC bias กับสัญญาณ RF ที่ตกกระทบจากพอร์ต RF ที่แยกได้ (รูปที่ 9)

รูปภาพของ Crystek bias tee มีสามพอร์ตรูปที่ 9: bias tee มีสามพอร์ต: พอร์ตหนึ่งสำหรับใช้ DC bias, วินาทีเป็นพอร์ต RF แยกในขณะที่สามรวมสัญญาณ RF และ DC bias (แหล่งรูปภาพ: Crystek Corporation)

Bias tees ใช้เพื่อจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระยะไกลเช่นเครื่องขยายสัญญาณรบกวนต่ำ (LNA) ที่ติดตั้งบนเสาอากาศที่มีไฟ DC ในขณะที่มีพอร์ต DC-free เพื่อเชื่อมต่อกับเครื่องรับ RF DC bias ถูกนำไปใช้ผ่านตัวเหนี่ยวนำแบบอนุกรมซึ่งบล็อก RF ไม่ให้นำไปใช้กับแหล่ง DC เช่นเดียวกับบล็อก DC พอร์ต RF เท่านั้นจะถูกแยกออกจากอินพุต DC โดยตัวเก็บประจุแบบอนุกรม พอร์ตรวมผ่านทั้งส่วนประกอบ RF และ DC

Crystek Corporation BTEE-01-50-6000 เป็น bias tee ที่มีแบนด์วิดท์ RF 50 megahertz (MHz) ถึง 6 GHz โดยใช้แจ็ค SMA พอร์ต RF รับสัญญาณ RF ที่มีระดับพลังงานสูงสุด 2 วัตต์ พอร์ต DC มีอินพุต DC สูงสุด 16 โวลต์ การสูญเสียการแทรกของ bias tee โดยทั่วไปคือ 0.5 เดซิเบล (dB) ที่ 2 GHz ในการทำงานพอร์ต RF + DC เชื่อมต่อกับ LNA และเสาอากาศ แหล่งจ่ายไฟ DC เชื่อมต่อกับพอร์ต DC และเครื่องรับเชื่อมต่อกับพอร์ต RF

ฟิลเตอร์ในสาย

อะแดปเตอร์โคแอกเซียลที่มีประโยชน์อีกตัวหนึ่งคือตัวฟิลเตอร์ในสาย ตัวกรองความถี่ต่ำ ความถี่สูงและแบนด์พาสมีให้สำหรับประเภทขั้วต่อ BNC หรือ SMA สิ่งเหล่านี้ใช้เพื่อควบคุมสเปกตรัมของสัญญาณที่ส่งผ่านสายเคเบิล ตัวอย่างเช่นในการวัดจำนวนบิตที่มีประสิทธิภาพในตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล (ADC) ตัวกรองความถี่ต่ำจะถูกแทรกระหว่างตัวสร้างสัญญาณและ ADC ตัวกรองจะลดระดับฮาร์มอนิกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งจะช่วยเพิ่มความแม่นยำในการวัดได้อย่างมาก สิ่งนี้ช่วยให้สามารถใช้เครื่องกำเนิดสัญญาณที่มีต้นทุนต่ำกว่าได้

ตัวอย่างที่ดีของอุปกรณ์ดังกล่าวคือ CrystekCLPFL-0100 ลำดับที่ 7 ตัวกรองความถี่ต่ำ 100 MHz พร้อมความถี่ตัด 100 MHz (รูปที่ 10)

รูปภาพของ Crystek CLPFL-0100 เจ็ดขั้วตัวกรองความถี่ต่ำ 100 MHzรูปที่ 10: CLPFL-0100 เป็นตัวกรองความถี่ต่ำแบบเจ็ดขั้ว 100 MHz สำหรับการสอดสายในสายเข้ากับสายเคเบิล SMA (แหล่งรูปภาพ: Crystek Corporation)

สัญญาณอินพุต 100 MHz จะมีการลดทอนฮาร์มอนิกที่สองโดย 30 dB และฮาร์มอนิกที่สูงกว่าลดทอนโดยดีกว่า 60 dB หากเครื่องกำเนิดสัญญาณในตัวอย่างด้านบนมีข้อกำหนดระดับฮาร์มอนิกที่ -66 dB ตัวกรองจะลดลงเหลือ -96 dB

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากบางครั้งเรียกว่าอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าช่วยป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนจากไฟกระชากชั่วคราวเช่นฟ้าผ่า ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้ช่องว่างของประกายไฟท่อก๊าซหรือไดโอดที่สลายด้วยไฟฟ้าเพื่อปล่อยกระแสไฟฟ้ากระชากลงสู่พื้นก่อนที่จะทำให้อุปกรณ์ที่ป้องกันเสียหายได้

ระบบไมโครเวฟเวลา AmphenolLP-GTR-NFF เป็นขั้วต่อชนิด N ตัวป้องกันไฟกระชากในสายที่ใช้ท่อระบายก๊าซที่เปลี่ยนได้ หลอดแตกที่แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงกว่า± 90 โวลต์/20 A และสามารถรองรับไฟกระชากได้ถึง 50 วัตต์ มันถูกแทรกในบรรทัดและมีแบนด์วิดท์ตั้งแต่ DC ถึง 3 GHz โดยมีการสูญเสียการแทรก 0.1 dB ถึง 1 GHz และ 0.2 dB ถึง 3 GHz (รูปที่ 11)

รูปภาพของ Amphenol Times Microwave Systems LP-GTR-NFF อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากรูปที่ 11: Amphenol Times Microwave Systems LP-GTR-NFF อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบอินไลน์ที่ใช้เพื่อป้องกันสายโคแอกเซียลจากไฟกระชากชั่วคราวที่สูงถึง 50 วัตต์ (แหล่งรูปภาพ: Amphenol Times Microwave Systems)

โดยทั่วไปอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากมักติดตั้งอยู่บนขายึดตัว L ที่ยึดด้วยระบบไฟฟ้าและทางกลไกกับกราวด์อิมพีแดนซ์ต่ำโดยใช้ตัวนำขนาดใหญ่ที่มีความเหนี่ยวนำต่ำ โปรดทราบว่าคุณภาพของการเชื่อมต่อภาคพื้นดินมีผลต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก

ตัวลดทอนสัญญาณในสาย

ตัวลดทอนลดระดับพลังงานของสัญญาณโดยไม่ทำให้รูปคลื่นสัญญาณบิดเบือน เวอร์ชันอินไลน์แบบโคแอกเซียลมีการลดทอนแบบคงที่และมีให้เลือกใช้ในประเภทตัวเชื่อมต่อจำนวนมากพร้อมการกำหนดค่าปลั๊กและแจ็คที่หลากหลาย

Crystek Corporation CATTEN-03R0-BNC คือตัวลดทอน BNC 3 dB, 50 Ω, แบนด์วิดท์ 0 ถึง 1 GHz และกำลังไฟ 2 วัตต์ (รูปที่ 12) เป็นหนึ่งในรุ่นตัวลดทอนสิบสามรุ่นที่มีอยู่ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่มีการลดทอนตั้งแต่ 1 ถึง 20 เดซิเบล

รูปภาพ CATTEN-03RO-BNC จาก Crystekรูปที่ 12: CATTEN-03RO-BNC จาก Crystek เป็นตัวลดทอนสัญญาณ Coaxial BNC 3 dB แบบอินไลน์ที่มีแบนด์วิดท์ 0 ถึง 1 GHz (แหล่งรูปภาพ: Crystek Corporation)

เห็นได้ชัดว่าตัวลดทอนสัญญาณแบบอินไลน์ถูกใช้เพื่อลดระดับพลังงานของสัญญาณ แต่เห็นได้ชัดว่าน้อยกว่านอกจากนี้ยังใช้เพื่อแยกระหว่างอิมพีแดนซ์ในอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมตลอดจนลดความต้านทานที่ไม่ตรงกันและการสะท้อนที่ไม่ต้องการ

พิจารณาใส่ตัวลดทอน 3 dB ที่ตรงกันด้านหน้าของอิมพีแดนซ์โหลดที่ไม่ตรงกัน สัญญาณอินพุตตัวลดทอนจะลดลง 3 dBโดยตัวลดทอนเมื่อมันแพร่กระจายไปยังโหลดที่ไม่ตรงกัน สมมติว่าไม่ตรงกันเป็นวงจรเปิดสัญญาณทั้งหมดจะสะท้อนที่โหลดและตีกลับผ่านตัวลดทอนซึ่งจะมีการสูญเสียอีก 3 dB ที่อินพุตตัวลดทอน การสูญเสียผลตอบแทนที่อินพุตตัวลดทอนจะดีขึ้น 6 dB ความไม่ตรงกันที่สังเกตได้ที่อินพุตของตัวลดทอนจะได้รับการปรับปรุงโดยจำนวนที่เท่ากับสองเท่าของค่าของตัวลดทอน - ในกรณีนี้การลดทั้งหมดคือ 6 dB

เทคนิคนี้มีข้อเสียตรงที่ความกว้างของสัญญาณผ่านจะลดลง 3 dB ซึ่งจะต้องได้รับการชดเชยที่อื่นในเครือข่าย Crystek CATTEN-03R0-BNC จะทำงานได้ดีในแอปพลิเคชันนี้

สรุป

เมื่อเชื่อมต่อเครื่องมือหรืออุปกรณ์อื่น ๆ กับอะแดปเตอร์โคแอกเซียลนักออกแบบและผู้ใช้อุปกรณ์อื่น ๆ จำเป็นต้องตระหนักถึงพื้นฐานของสายส่ง เมื่อเข้าใจแล้วผู้ใช้สามารถใช้ประโยชน์จากส่วนประกอบที่มีประโยชน์เหล่านี้ได้ดีขึ้นด้วยยูทิลิตี้ที่หลากหลายรวมถึงการเปลี่ยนประเภทขั้วต่อและอิมพีแดนซ์ลักษณะการแยกสัญญาณการกรองการป้องกันไฟกระชากการลดทอนสัญญาณและการควบคุมและแยก DC

DigiKey logo

Disclaimer: The opinions, beliefs, and viewpoints expressed by the various authors and/or forum participants on this website do not necessarily reflect the opinions, beliefs, and viewpoints of DigiKey or official policies of DigiKey.

About this author

Image of Art Pini

Art Pini

ผู้เขียน (Art) Pini เป็นผู้เขียนร่วมที่ DigiKey เขาสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าจาก City College of New York และปริญญาโทสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าจาก City University of New York เขามีประสบการณ์มากกว่า 50 ปีในด้านอิเล็กทรอนิกส์และเคยทำงานในบทบาทสำคัญด้านวิศวกรรมและการตลาดที่ Teledyne LeCroy, Summation, Wavetek และ Nicolet Scientific เขามีความสนใจในเทคโนโลยีการวัดและประสบการณ์มากมายเกี่ยวกับออสซิลโลสโคป, เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม, เครื่องกำเนิดรูปคลื่น arbitrary, ดิจิไทเซอร์ และมิเตอร์ไฟฟ้า

About this publisher

DigiKey's North American Editors