Разъем BNC на 50 Ом предназначен для систем с сопротивлением 50 Ом, а разъем BNC на 75 Ом предназначен для систем с сопротивлением 75 Ом. Они всегда подходят друг другу механически — один и тот же байонетный корпус, одинаковые соединительные наконечники, одинаковое расположение контактов — но они не эквивалентны электрически: характеристический импеданс, который поддерживает каждый разъем, различен, и предполагаемые применения различны. Выберите 50 Ом для радиочастотного, телекоммуникационного и испытательного оборудования; выберите 75 Ом для каналов видео, вещания и наблюдения.
На видеочастотах основной полосы частот несогласованный переход BNC может создавать лишь слабый призрак. В радиочастотном передатчике или канале HD-SDI одно и то же соединение увеличивает КСВ и замыкает глазковую диаграмму. В этой статье сравниваются два типа разъемов, показано, что происходит при их встрече, и объясняется, как выбрать правильную деталь.
Что означает число импеданса
Число на разъеме BNC представляет собой характеристическое сопротивление линии передачи, которую он поддерживает. Разъем с неправильным импедансом действует как небольшой разрыв: часть сигнала проходит, а часть отражается обратно к источнику.
Характеристический импеданс — это отношение волны напряжения к волне тока, распространяющейся по однородной линии. Он определяется соотношением диаметра внешнего проводника к диаметру внутреннего проводника и диэлектриком между ними. Длина кабеля не меняет его, как и положение переключателя.
Почему сопротивление 50 Ом стало радиочастотным стандартом
Пятьдесят Ом — это компромисс. Теоретический оптимальный импеданс для максимальной мощности составляет около 30 Ом, а оптимальный для минимального затухания — около 77 Ом. Система с сопротивлением 50 Ом немного уступает обеим кривым и сохраняет лучший общий баланс, поэтому она доминирует в радио, сотовой инфраструктуре, GPS, транспортной сети Wi-Fi и радиочастотном испытательном оборудовании.
Почему сопротивление 75 Ом стало стандартом видео
Сопротивление семьдесят пять Ом близко к точке минимального затухания, поэтому оно обеспечивает максимальную длину кабеля, прежде чем потребуется усиление. Это свойство сделало его естественным выбором для аналогового видео, вещания, видеонаблюдения и кабельного телевидения, а традиция распространилась на цифровое видео и SDI. Разъем BNC на 50 Ом рассчитан примерно на 4 ГГц при обычном использовании радиочастот, тогда как детали BNC на 75 Ом почти всегда используются значительно ниже 1 ГГц, где размер корпуса BNC по-прежнему ведет себя нормально.
Конструктивные различия между разъемами BNC 50 Ом и 75 Ом
Внешне два типа BNC выглядят идентично и имеют одинаковые размеры корпуса, байонета и сопрягаемых разъемов. Отличия внутри: геометрия диэлектрика и центральный контакт.
Коаксиальный разъем должен сохранять соотношение проводников и диэлектрическую среду кабеля, к которому он подключается. Поскольку корпус BNC стандартизирован, центральный контакт и изолятор несут импеданс. Вилка BNC сопротивлением 50 Ом использует твердую изоляцию из ПТФЭ, а ее центральный штырь выступает за поверхность диэлектрика, поэтому его можно взять в руки. В разъеме BNC сопротивлением 75 Ом используется модифицированный диэлектрический профиль — часто с воздушным зазором или перепонкой — а его центральный штырь утоплен под диэлектрическим носиком, что делает деталь защищенной от прикосновения. Этот утопленный контакт является преднамеренной конструкцией стандарта BNC 75 Ом, а не производственным несчастным случаем.
| Характеристика | 50 Ом, разъем BNC | 75 Ом, разъем BNC |
|---|---|---|
| Импеданс | 50 Ом | 75 Ом |
| Эталонный стандарт | МИЛ-СТД-348, МЭК 60169-8 | МЭК 60169-12, EN 122190 |
| Диэлектрик | Твердый ПТФЭ | Воздушный или перепончатый диэлектрик |
| Контакт центра | Выступающий, осязаемый | Встраиваемый, с защитой от прикосновения |
| Типовой кабель | РГ-58, РГ-213 | РГ-59, РГ-6 |
| Типичное применение | РФ, телекоммуникации, тестирование, GPS | Видео, SDI, CCTV, CATV |
При сборке кабеля согласуйте сопротивление разъема с сопротивлением кабеля, прежде чем сопоставлять разъем с диаметром кабеля. BNC сопротивлением 50 Ом, предназначенное для гибкого кабеля, обжимаемого на RG-58, является стандартной радиочастотной перемычкой; эквивалентом видео является разъем BNC сопротивлением 75 Ом, обжатый на RG-59.
Разъемы BNC для гибких коаксиальных кабелей с согласованным импедансом Это семейство разъемов завершает RG-58, RG-59 и аналогичные гибкие кабели с контролируемой геометрией центрального контакта, помогая поддерживать заданное сопротивление 50 или 75 Ом в соединении и минимизировать отражения в собранном кабеле. Посмотреть продукт → Можно ли использовать разъемы BNC с сопротивлением 50 и 75 Ом?
Можно — байонет надежно фиксируется, — но в результате получается небольшой скачок сопротивления, отражающий часть сигнала. Если видеотракт с сопротивлением 75 Ом содержит разъем с сопротивлением 50 Ом, коэффициент отражения на стыке составит (50–75) ÷ (50·75) = –0,20: около 20 процентов волны напряжения испытывает разрыв. КСВ составляет 1,50:1, обратные потери близки к 14 дБ, и около 4 процентов мощности возвращается обратно.
| Метрика | Значение для разъема 50 Ом на пути 75 Ом |
|---|---|
| Коэффициент отражения | 0.20 |
| КСВН | 1,50:1 |
| Возвратные потери | Около 14 дБ |
| Отраженная мощность | 4 процента |
Имеют ли эти цифры значение, зависит от частоты и скорости передачи данных. При видеосигнале с частотой до нескольких мегагерц длина волны составляет десятки метров, поэтому несоответствие разъемов размером в сантиметр может быть незаметным или проявляться в виде слабого эха. В канале HD-SDI со скоростью 1,485 Гбит/с и выше одно и то же соединение увеличивает запас данных и может привести к пропаданию изображения или потере синхронизации. В радиочастотной испытательной установке любой адаптер, корпус или разъем с неправильным импедансом нарушает калибровку; в цепи передатчика отраженная мощность меняет то, что видит выходной каскад, и может отключить защитные схемы.
Приборные и испытательные платы должны сохранять опорный импеданс нетронутым от платы до кабеля. Разъем BNC 50 Ом для монтажа на печатной плате с коротким заземляющим переходом правильной формы сохраняет опорное значение в той точке, где сигнал входит или выходит из платы.
Разъемы BNC для монтажа на печатной плате для обеспечения целостности сигнала на уровне платы Разъемы BNC для прямого монтажа на плате сохраняют опорное сопротивление на переходе печатной платы, что делает их пригодными для тестовых плат и приборов, где необходим короткий контролируемый запуск в схему. Посмотреть продукт → Как определить разъем BNC 50 Ом или 75 Ом
Самая быстрая проверка — визуальная: посмотрите на привалочную поверхность вилки. Выступающий центральный штифт, окруженный твердым ПТФЭ, означает сопротивление 50 Ом. Утопленный центральный штифт, спрятанный под диэлектрическим наконечником, означает сопротивление 75 Ом.
- Лицевая сторона штекера: контакт открыт = 50 Ом; контакт утоплен и защищен от прикосновения = 75 Ом.
- Маркировка кузова и багажника: многие детали имеют штамп «50 Ом», «75 Ом» или определенную серию; простая маркировка «BNC» не подтверждает импеданс.
- Оболочка кабеля: RG-58 и RG-213 — 50 Ом; RG-59 и RG-6 имеют сопротивление 75 Ом, но проверьте маркировку на кабеле, поскольку разъемы могут быть установлены не на тот кабель.
- Измерение: рефлектометр во временной области или анализатор цепей дают точное значение, когда приложение не терпит сомнений.
- Адаптеры: адаптер внутреннего типа BNC механически соединяет два разъема; он не преобразует импеданс. Использование одного только перемещает соединение.
Относитесь с подозрением к деталям со штампом «50/75 Ом». Некоторые служебные разъемы имеют оба номинала, поскольку они предназначены для низкочастотного управления или видеосвязи с нестрогими требованиями. В радиовещательной или прецизионной радиочастотной системе такие детали не заменяют компоненты с настоящим сопротивлением 50 Ом или 75 Ом.
Как выбрать правильный импеданс разъема BNC
Сначала определите импеданс системы, затем выберите кабель, оконечную заделку разъема и подходящий способ монтажа. Импеданс должен быть постоянным от порта оборудования до дальнего конца кабеля.
- Определите полное сопротивление системы по паспорту оборудования или этикетке порта. Радиочастотные приборы, радиоприемники, приемники GPS и большинство антенн имеют сопротивление 50 Ом. Камеры, видеомаршрутизаторы, мониторы и оборудование SDI имеют сопротивление 75 Ом.
- Выберите кабель с тем же импедансом. Используйте RG-58 или RG-213 для сопротивления 50 Ом; RG-59 или RG-6 на 75 Ом.
- Сопоставьте окончание с кабелем. Обжимные разъемы подходят для массового производства, типы зажимов и пайки подходят для ремонта в полевых условиях; Никогда не накладывайте корпус разъема, рассчитанный на один диаметр кабеля, на другой.
- Выберите способ крепления. Разъемы гибкого кабеля служат перемычками, разъемы переборки завершают панели и корпус, разъемы печатных плат прикрепляются к печатным платам, а фланцевые разъемы прикручиваются к плоской поверхности.
- Проверьте характеристики КСВН или обратных потерь, если частота высокая или длина пробега большая. Для ВЧ-работы с сопротивлением 50 Ом разумным целевым показателем является КСВ 1,30:1 на рабочей частоте; для видео на разъеме должно быть указано сопротивление 75 Ом с явным ограничением частоты.
Если вы выбираете между BNC и другими семействами, Руководство по выбору коаксиального радиочастотного разъема объясняет, чем BNC отличается от TNC, N, SMA и родственных серий, а также какие электрические параметры имеют наибольшее значение.
Там, где кабель входит в корпус, используйте разъем для крепления на перегородке, чтобы экран прикреплялся непосредственно к панели, а кабель был механически разгружен. Это обеспечивает короткий переход импеданса и предотвращает нагрузку на точку пайки или обжима.
Разъемы BNC для установки на перегородке для прохода в корпус и панель Разъёмы BNC для монтажа на панели с одним отверстием соединяют экран непосредственно с корпусом, обеспечивая механическую разгрузку от натяжения и компактное проходное соединение, которое позволяет сократить путь импеданса при прокладке кабелей через стены корпуса. Посмотреть продукт → Часто задаваемые вопросы
Совместим ли BNC с сопротивлением 50 Ом с BNC с сопротивлением 75 Ом?
Да. Диаметр корпуса, байонетные наконечники и диаметр центрального штыря одинаковы, поэтому вилка с сопротивлением 50 Ом надежно фиксируется в разъеме с сопротивлением 75 Ом и наоборот. Совместимость только механическая; электрический импеданс все еще отличается.
Может ли сочетание разъемов BNC 50 Ом и 75 Ом повредить оборудование?
Не напрямую. Соединение отражает несколько процентов мощности сигнала, которая обычно поглощается кабелем и разъемами. Практические риски заключаются в уменьшении запаса видеосигнала, ошибках радиочастотной калибровки и срабатывании защиты КСВ передатчика на мощных каналах связи.
Как узнать, сопротивление моего кабеля 50 или 75 Ом?
Прочтите маркировку оболочки, если она разборчива: RG-58 и RG-213 — 50 Ом; RG-59 и RG-6 имеют сопротивление 75 Ом. Если маркировка отсутствует, проверьте геометрию разъема или измерьте линию, если для приложения требуется запас импеданса.
Почему центральный контакт BNC 75 Ом утоплен?
Утопленный центральный контакт с защитой от прикосновения является частью конструкции BNC 75 Ом. Это не позволяет пользователю прикасаться к контакту под напряжением во время подключения вещательных или видеостойок, а также снижает вероятность случайного короткого замыкания на корпус.
Нужны ли мне разъемы BNC сопротивлением 75 Ом для видео SDI?
Да. SDI — это стандартный сквозной разъем с сопротивлением 75 Ом. Разъем 50 Ом, вставленный в любое место тракта, добавляет отражение на скорости последовательной передачи данных; Короткие тестовые участки могут пройти, но производственные линии должны оставаться на все 75 Ом.
