호환 및 '호환' 동축 커넥터의 차이점을 이해하여 비용이 많이 드는 실수 예방

측정 기기에서는 3.5mm 커넥터를 사용하고 동축 케이블에서는 2.92mm 커넥터를 사용하지만, 두 커넥터가 호환되는 것 같습니다. 이렇게 호환되는 경우, 측정에는 어떤 영향을 미치나요? SMA 커넥터로 기기에 연결할 수 있나요? 아니면 입력 커넥터가 손상되나요? 많은 질문이 생기는 만큼 커넥터 결합은 낯선 분야이며 한 번의 실수로도 고비용 기기의 입력 커넥터가 파괴되어 많은 수리 비용이 들 수 있습니다. 그렇다면 실수를 어떻게 예방할 수 있을까요?

커넥터 호환성은 일반적으로 커넥터 제품군 설계에서 사전 숙고한 결과입니다. 이 작업은 주로 커넥터 대역폭과 전기적 성능을 높이기 위해 이전의 성공적인 기존 설계에 기반하여 새로운 커넥터를 설계하는 배타적인 공정입니다. 호환성을 의도하는 경우에도 불필요한 손상을 방지하려면 주의해야 하며, 몇 가지 간단한 절차에 주의하면 비싼 수리 비용을 절감할 수 있습니다.

커넥터 품질 등급

동축 커넥터는 일반적으로 특정 품질 등급 또는 클래스 내에서 작동하도록 설계 및 제조됩니다. 커넥터는 계측, 제어, 생산의 세 가지 등급이 있습니다.

계측 등급 커넥터는 가장 높은 정밀도 및 품질 표준에 따라 제조됩니다. 이 등급의 커넥터는 가장 높은 정확성과 정밀도를 요구하고 국가 표준에 대한 추적 가능성을 허용하는 측정 보정 표준에서 사용하기 위한 것입니다. 이 커넥터 등급에서는 결합 인터페이스가 엄격히 제어되고, 공간거리, 평탄도 및 핀 깊이가 최대 허용 오차 범위로 유지됩니다. 이 등급의 커넥터가 가장 비쌉니다.

미드레인지 커넥터 품질 레벨은 기기 등급 커넥터입니다. 해당 등급의 커넥터는 기기에서 사용하기 위한 것으로 우수하고 반복 가능한 성능을 제공하며 우수한 신호 무결성으로 정확한 측정을 가능하게 해주며 일반적으로 실험실용 테스트 및 측정 장비에서 발견됩니다. 기기 등급 커넥터는 일반적으로 지정된 가장 많은 수의 결합 작업에서 가장 긴 수명을 제공합니다.

품질 레벨이 가장 낮은 커넥터는 생산 또는 상용 등급 커넥터입니다. 이 등급의 커넥터는 일반적으로 생산 및 제조에서 사용되며, 간단한 조립과 낮은 비용이 주요 관심사인 범용 현장 응용 분야를 위한 것입니다. 기계적 허용 오차 범위가 다른 품질 등급에 비해 훨씬 느슨합니다. 이러한 커넥터는 일반적으로 가장 저렴하고 결합 작업 수가 더 제한적입니다.

교체 가능 커넥터 유형

기기에서 발견되는 일반 50Ω 동축 커넥터는 표 1에 나열되어 있습니다. 참고 사항 열에는 호환성이 나열되어 있습니다.

표 1: 기기에서 일반적으로 사용되는 동축 커넥터의 특성 및 호환성 (표 출처: Art Pini)

광범위한 두 가지 호환성 영역이 있습니다. 첫 번째는 기계적 영역입니다(함께 실장되나요?) 두 번째는 전기적 영역입니다(신호 무결성을 보장하기 위해 커넥터의 대역폭과 임피던스가 일치합니까?)

IEEE Std 287에 의해 지정되는 커넥터는 계측 등급 또는 기기 등급 커넥터입니다. MlL-STD-348에 의해 지정되는 SMA 커넥터는 생산 등급 커넥터이며, 일부 제조업체에서는 기계적 허용 오차 범위가 더 엄격하고 대역폭이 확장된 "정밀" 커넥터 버전을 공급합니다.

표에는 품질 등급이 다른 커넥터를 결합할 경우 주의해야 한다고 강조되어 있습니다.

2.4mm 커넥터와 1.85mm 커넥터는 모두 기기 등급이므로 결합할 수 있습니다. 이 결합 커넥터의 대역폭은 더 낮은 대역폭인 2.4mm 커넥터의 50GHz로 떨어집니다.

3.5mm 커넥터와 2.92mm 커넥터를 결합하는 경우에도 마찬가지로 대역폭이 33GHz로 감소됩니다.

품질 등급이 다른 커넥터 결합

SMA 커넥터는 생산 등급 커넥터이고, 기계적 허용 오차 범위가 기기 등급 커넥터만큼 엄격하지 않습니다. 일반적으로 SMA 플러그에서 가운데 핀의 지름 또는 길이가 3.5mm 사양 또는 2.92mm 사양과 달라서 리셉터클이 손상될 수 있다는 문제점이 있습니다. 적합하지 않은 소자를 결합하면 인터페이스의 전기 무결성에 영향을 주어서 매칭 및 반사 성능이 저하됩니다. 다른 문제로는 사양을 벗어난 동심과 잘못된 표면 마감을 들 수 있습니다.

동심은 커넥터 본체의 핀 센터링을 말합니다. 허용 오차 범위를 벗어난 편심 핀은 리셉터클 접점을 휘어서 후속 결합에 사용할 수 없게 만듭니다.

결합 소자의 표면을 움푹 들어가거나, 튀어나오거나, 꺼끌꺼끌하거나, 때묻은 흠집 없이 부드럽게 마감해야 합니다. 표면 결함이 있으면 전기적 결합 및 신호 반사 성능이 저하될 수 있습니다.

손상 방지를 위한 간단한 규칙

다음과 같은 간단한 규칙에 따라 비용이 많이 드는 오류를 방지할 수 있습니다.

1. 커넥터 세이버를 사용하여 기기 커넥터를 보호합니다. 커넥터 세이버는 기기 커넥터와 외부 사이에 추가되는 동축 플러그-잭 어댑터입니다. 커넥터 세이버가 손상된 경우 상대적으로 저렴한 비용으로 쉽게 교체할 수 있습니다.

3.5mm 커넥터의 경우 Carlisle Interconnect Technologies의 TMA-5MS-5FS-00 3.5mm(수)-3.5mm(암) 동축 어댑터와 같은 동축 어댑터를 사용합니다(그림 1).

그림 1: TMA-5MS-5FS-00은 기기 커넥터를 보호하기 위해 커넥터 세이버로 사용할 수 있는 3.5mm 동축 어댑터입니다. (이미지 출처: Carlisle Interconnect Technologies)

2.92mm 커넥터의 경우 P1dB Inc.의 P1AD-29MF 2.9mm 플러그-2.92mm 잭 동축 어댑터와 같은 동축 어댑터를 사용합니다(그림 2).

그림 2: P1AD-29MF 어댑터는 2.92mm 동축 연결을 위한 커넥터 세이버로 사용될 수 있습니다. (이미지 출처: P1dB Inc.)

2. SMA 커넥터에서 먼지, 가운데 핀 직진도 및 동심 핀 정렬을 검사합니다.

3. 알코올과 보풀이 일지 않는 면봉으로 두 커넥터를 주의해서 청소합니다.

4. 가운데 핀과 리셉터클을 정렬한 후 부드럽게 결합하여 단단히 고정합니다.

5. 커넥터 너트를 손으로 돌려서 커넥터 본체가 회전하지 않도록 주의하면서 결합된 커넥터를 맞물립니다. 너트를 손으로 조입니다.

6. Copper Mountain Technologies의 CMT TW-S(그림 3)와 같은 토크 렌치를 사용하여 적절한 토크 사양을 준수합니다. 커넥터의 토크 사양이 서로 다른 경우 둘 중 더 작은 사양을 따라야 합니다. 조이는 동안 커넥터 본체가 회전하지 않도록 해야 합니다.

그림 3: 올바른 연결을 보장하기 위해 CMT TW-S와 같은 토크 렌치를 사용할 수 있습니다. 커넥터의 토크 사양이 서로 다른 경우 둘 중 더 작은 사양을 사용합니다. (이미지 출처: Copper Mountain Technologies)

결론

동축 커넥터가 호환되는 것처럼 보일 수 있지만, 등급이 다르고 크기가 조금씩 차이가 나므로 항상 호환되는 것은 아닙니다. 위에 요약된 간단한 규칙에 따라 기기 커넥터를 보호하고 우수한 측정 품질을 보장하십시오.