एसएमए विस्तार केबल: आरएफ परीक्षण रिग्स में लंबाई जोड़ना

एसएमए विस्तार केबल: आरएफ परीक्षण रिग्स में लंबाई जोड़ना

एक कैलिब्रेटेड परीक्षण वातावरण में, मैंने पाया है कि थोड़ी घिसी हुई प्लेटिंग वाली एसएमए एडाप्टर केबल मेरे माप के आधार बिंदु को इतना बदल सकती है कि परिणाम अवैध हो जाएँ। यह अवलोकन, कई प्रयोगशाला सेटअप्स में दोहराए जाने के बाद, आरएफ सिग्नल पथ को बढ़ाने के बारे में मेरे विचार को बदल देता है: प्रश्न केवल "मुझे कितनी लंबाई की आवश्यकता है?" नहीं है, बल्कि "यह विस्तार मुझे आवृत्ति सीमा, शक्ति सीमा और कला स्थिरता में क्या खर्च करता है?" है। एक परीक्षण रिग बनाने से पहले इन उत्तरों को सही प्राप्त करना, उन परिणामों के बीच का अंतर है जिन्हें आप बचा सकते हैं और उन परिणामों के बीच का अंतर जिन्हें आपको पुनः जाँचना पड़ता है।

एसएमए कनेक्टर्स लगभग हर आरएफ परीक्षण वातावरण में प्रकट होते हैं। वाई-फाई एडाप्टर, सेलुलर मापन उपकरण, जीपीएस सिग्नल सिमुलेटर, वेक्टर नेटवर्क एनालाइज़र और स्पेक्ट्रम एनालाइज़र सभी एसएमए या एसएमए-व्युत्पन्न इंटरफ़ेस का उपयोग करते हैं, क्योंकि यह कनेक्टर संक्षिप्त है, बार-बार कनेक्शन के तहत यांत्रिक रूप से स्थिर है, और डीसी से १८ जीएचज़ तक की आवृत्तियों का समर्थन करने में सक्षम है। किसी परीक्षण रिग एक्सटेंशन के लिए सही एसएमए एडाप्टर केबल का चयन करना आरएफ इंजीनियर द्वारा किए जाने वाले सबसे सामान्य और सबसे महत्वपूर्ण इंटरकनेक्ट निर्णयों में से एक है।

एसएमए भिन्नताएँ: मानक, आरपी-एसएमए, दाहिने कोण का, और बल्कहेड

किसी परीक्षण रिग के लिए कोई एसएमए एडाप्टर केबल चुनने से पहले, आपको यह पहचानना होगा कि आप किस प्रकार की भिन्नता के साथ काम कर रहे हैं। बाहर से एक जैसे दिखने वाले दो कनेक्टर्स विद्युत रूप से असंगत हो सकते हैं।

मानक एसएमए इसमें 1/4-36 UNS धागे वाला कपलिंग उपयोग किया जाता है, जिसमें पुरुष कनेक्टर पर केंद्रीय पिन होती है और मादा पर संगत सॉकेट होता है। यह आरएफ परीक्षण उपकरण, सिग्नल जनरेटर, पावर डिवाइडर और प्रयोगशाला केबल असेंबली में प्रमुख इंटरफ़ेस है।

आरपी-एसएमए (उलट ध्रुवीयता एसएमए) यह मानक एसएमए के समान बाहरी धागे के पैटर्न, 1/4-36 UNS, को बनाए रखता है, लेकिन आंतरिक संपर्क ज्यामिति को उलट देता है: आरपी-एसएमए पुरुष शरीर में एक रिसेप्टेकल (छेद) होता है, जबकि मादा में पिन होता है। यह उलटाव वाणिज्यिक वायरलेस हार्डवेयर को मानक आरएफ परीक्षण उपकरण के साथ गलती से मिलाए जाने से रोकने के लिए शुरू किया गया था। बाहरी उपस्थिति इतनी समान है कि व्यस्त बेंच पर गलत पहचान करना आम बात है, और परिणामस्वरूप एक कनेक्टर जोड़ी बनती है जो चिकनी तरह से एक साथ धागे में फिट हो जाती है लेकिन कोई सिग्नल संचालित नहीं करती है।

दाएँ कोण का एसएमए कनेक्टर्स सिग्नल पाथ को 90-डिग्री के मोड़ के माध्यम से ले जाते हैं, जिससे सीमित इंस्ट्रूमेंट पैनल या चैसिस के कोनों में केबल निकास संभव हो जाता है। यह कोणीय संक्रमण एक हल्का प्रतिबाधा विघटन उत्पन्न करता है, जो आमतौर पर 6 गीगाहर्ट्ज़ से नीचे नगण्य होता है, लेकिन यदि परीक्षण में उस सीमा से ऊपर उच्च प्रतिदान हानि दोहरावशीलता की आवश्यकता हो, तो इसे स्वीप के माध्यम से सत्यापित करना उचित होगा।

बल्कहेड एसएमए कनेक्टर्स पैनल कटआउट्स के माध्यम से लगाए जाते हैं, जिससे आरएफ सिग्नल चैसिस सीमा को पार कर सके। ये परीक्षण फिक्सचर डिज़ाइनों में सामान्य हैं, जहाँ परीक्षणाधीन उपकरण एक कवचित आवरण के अंदर होता है और मापन उपकरण बाहर होते हैं। आरएफ फिक्सचर वॉल बनाते समय बल्कहेड रूप में एक एसएमए कनेक्टर एडाप्टर अक्सर पहला चुना जाने वाला घटक होता है।

आवृत्ति सीमा और शक्ति संभालना

मानक एसएमए कनेक्टरों की रेटिंग डीसी से १८ गीगाहर्ट्ज़ तक होती है। प्रिसिज़न संस्करण इस उपयोगी सीमा को २६.५ गीगाहर्ट्ज़ तक बढ़ा देते हैं, या प्रयोगशाला-गुणवत्ता वाले संयोजनों में ३४ गीगाहर्ट्ज़ तक। आवृत्ति की अधिकतम सीमा महत्वपूर्ण है: सिग्नल श्रृंखला में प्रत्येक अतिरिक्त कनेक्टर एक छोटा सा प्रतिबिंब उत्पन्न करता है, और ये प्रतिबिंब कनेक्टर के शरीर के आयामों से संबंधित आवृत्तियों पर संरचनात्मक रूप से प्रभावित होते हैं। रेटेड कटऑफ के ऊपर, यह प्रभाव अप्रत्याशित हो जाता है।

लगभग रूप से कहें तो, एक श्रृंखला में प्रत्येक एसएमए कनेक्टर एडाप्टर ६ गीगाहर्ट्ज़ पर लगभग ०.१ से ०.३ डीबी का इन्सर्शन लॉस जोड़ता है। यह एक अनुमानित मान है, न कि कोई ऐसी संख्या जिसे बिना अपने विशिष्ट संयोजन के मापे बिना लिंक बजट में डाला जा सके। १८ गीगाहर्ट्ज़ पर, वही एडाप्टर ०.३ से ०.५ डीबी का योगदान कर सकता है, जो कनेक्टर की गुणवत्ता और संपर्क की स्थिति पर निर्भर करता है। जब आप एक एक्सटेंशन केबल जोड़ते हैं, तो आप केबल के नुकसान के साथ-साथ प्रत्येक सिरे पर दो अतिरिक्त मेटिंग इंटरफ़ेस भी जोड़ रहे होते हैं।

एसएमए के लिए पावर हैंडलिंग को 25°C पर 10 गीगाहर्ट्ज़ पर 75 वॉट रेट किया गया है। परीक्षण अनुप्रयोगों में, सिग्नल स्तर इस सीमा के निकट शायद ही कभी पहुँचते हैं। हालाँकि, यदि एसएमए एडाप्टर केबल को उत्पादन परीक्षण वातावरण में प्रवर्धित सिग्नल ले जाना है, तो उच्च वातावरणीय तापमान पर तापीय डे-रेटिंग लागू होती है। यदि एक्सटेंशन का उपयोग 40°C से अधिक वातावरणीय तापमान पर किया जाएगा, तो असेंबली विनिर्देश को अंतिम रूप देने से पहले अपने सिग्नल स्रोत के आउटपुट के साथ डे-रेटेड पावर सीमा की पुष्टि करें।

असेंबली विकल्प: क्रिम्प, सोल्डर और पीसीबी टर्मिनेशन

एक्सटेंशन केबल असेंबली में तीन मानक टर्मिनेशन दृष्टिकोण होते हैं, जिनमें प्रत्येक के अलग-अलग प्रदर्शन और मरम्मत करने की क्षमता के ट्रेड-ऑफ़ होते हैं।

क्रिम्प समाप्ति यह एक यांत्रिक डाई का उपयोग करता है जो कनेक्टर बॉडी को केबल के बाहरी कंडक्टर के चारों ओर संपीड़ित करती है। जब सही डाई और केबल संयोजन का उपयोग किया जाता है, तो यह सुसंगत परिणाम उत्पन्न करता है, और संक्षिप्त असेंबली घने परीक्षण फिक्सचर के लिए उपयुक्त है। एक क्रिम्प्ड एसएमए एडाप्टर को पुनः कार्यान्वित नहीं किया जा सकता; यदि यह विफल हो जाता है, तो पूरी असेंबली को प्रतिस्थापित करना होगा।

सोल्डर समाप्ति यह केंद्र और बाहरी चालक दोनों को कनेक्टर बॉडी से लोहे के साथ जोड़ता है। जब इसे सही तरीके से किया जाता है, तो लोहे के जोड़ उत्कृष्ट विद्युत संवाहकता प्रदान करते हैं और उन्हें दृश्य रूप से निरीक्षित किया जा सकता है। यह विधि परीक्षण वातावरण में पसंद की जाती है, जहाँ ऑपरेटर को साइट पर केबल को संशोधित या बढ़ाने की आवश्यकता हो सकती है।

पीसीबी माउंट एसएमए कनेक्टर ये सीधे प्रिंटेड सर्किट बोर्ड पर एज-लॉन्च या वर्टिकल-माउंट विन्यास के माध्यम से समाप्त होते हैं। ये तब प्रासंगिक होते हैं जब किसी फिक्सचर के अंदर एक परीक्षण बोर्ड तक संकेतों का विस्तार किया जा रहा हो, बजाय कि किसी स्वतंत्र केबल रन तक।

एसएमए बनाम आरपी-एसएमए की भ्रामकता

मैं अपेक्षा करता था कि वर्षों के बेंच कार्य के बाद, एसएमए और आरपी-एसएमए के बीच की गलती को पकड़ना आसान हो जाएगा। वास्तव में ऐसा होता है कि यह गलती अधिकांशतः समय के दबाव के तहत होती है, जब कनेक्टर्स को बिना घनी निरीक्षण के साझा भागों के डिब्बे से लिया जाता है।

एसएमए और आरपी-एसएमए कनेक्टर के बाहरी थ्रेड्स बिना किसी प्रतिरोध के एक-दूसरे से मिल जाते हैं, क्योंकि वे समान 1/4-36 अनस थ्रेड को साझा करते हैं। कनेक्शन पूर्ण महसूस होता है और यांत्रिक रूप से सुरक्षित भी लग सकता है। लेकिन कोई आरएफ सिग्नल स्थानांतरित नहीं होता है, क्योंकि आंतरिक संपर्क की ज्यामिति उलटी होती है। परिणाम एनालाइज़र पर लगभग पूर्ण सिग्नल हानि के रूप में दिखाई देता है, या अधिक खतरनाक रूप से, आंशिक कनेक्शन के रूप में जहाँ केंद्र संपर्क के क्षरण के कारण एक अस्थायी, आवृत्ति-निर्भर प्रविष्टि विसंगति उत्पन्न होती है।

व्यावहारिक प्रतिकारक उपाय: अपने भागों के भंडारण में एसएमए और आरपी-एसएमए घटकों के बीच भौतिक अलगाव स्थापित करें, और किसी भी कनेक्शन से पहले इंटरफ़ेस प्रकार की दृश्य रूप से पुष्टि करें। जब आप एसएमए से बीएनसी एडाप्टर या कोई भी मिश्रित-इंटरफ़ेस असेंबली ऑर्डर करते हैं, तो असेंबली दस्तावेज़ीकरण में दोनों सिरों पर ध्रुवीयता प्रकार के स्पष्ट लेबल का अनुरोध करें।

एक परीक्षण रिग के लिए सही एसएमए एक्सटेंशन केबल का चयन करना

अधिकांश प्रयोगशाला बेंच विस्तार अनुप्रयोगों के लिए, दोनों सिरों पर एसएमए पुरुष कनेक्टरों वाली एक लचीली कम-हानि एसएमए एडाप्टर केबल डिफ़ॉल्ट शुरुआती बिंदु है। चयन निर्णय तीन मापदंडों के आसपास संकुचित हो जाता है:

• केबल प्रकार : आरजी316 6 गीगाहर्ट्ज़ तक के कम-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, जहाँ मोड़ की न्यूनतम त्रिज्या की चिंता नगण्य है। 6 गीगाहर्ट्ज़ से ऊपर के अनुप्रयोगों या जहाँ लचीलापन के तहत कला स्थिरता महत्वपूर्ण हो, एक अर्ध-लचीली असेंबली—जिसमें चांदी-लेपित तांबे का बाहरी चालक और पीटीएफई परावैद्युत हो—एसएमए कनेक्टर एडाप्टर श्रृंखला के लिए अधिक उपयुक्त है।
• लंबाई : लंबाई जोड़ने से प्रविष्टि हानि बढ़ जाती है। 6 गीगाहर्ट्ज़ पर आरजी316 के प्रत्येक अतिरिक्त मीटर के लिए, लगभग 0.6 से 1.0 डीबी की अतिरिक्त क्षीणन की अपेक्षा की जाती है। सटीक मान केबल के व्यास और निर्माण पर निर्भर करता है। यदि मापन अनिश्चितता बजट इसे समायोजित नहीं कर सकता है, तो कम-हानि केबल प्रकार का उपयोग ही समाधान है, न कि एक छोटा विस्तार जो पोर्ट तक नहीं पहुँच पाता है।
• कनेक्टर ग्रेड कैलिब्रेशन-प्लेन माप के लिए, जहां एसएमए एडाप्टर केबल वीएनए कैलिब्रेशन किट के बाद पहला तत्व होता है, कनेक्टर बॉडी की गुणवत्ता और केंद्र पिन की स्थिति सीधे कैलिब्रेशन अवशेष को प्रभावित करती है। उन इंटरफ़ेस पर सटीक एसएमए कनेक्टर का उपयोग करना — भले ही श्रृंखला के गहरे भाग में मानक कनेक्टर का उपयोग किया जा रहा हो — पूर्ण अपग्रेड के बिना माप अनिश्चितता को कम करता है।

वर्ल्डपीक आरजी316 और अर्ध-लचीले कोर सहित विभिन्न प्रकार की केबलों पर एसएमए सहअक्षीय केबल असेंबलियाँ बनाता है, जिनका प्रत्येक असेंबली के लिए विद्युत परीक्षण शिपमेंट से पहले किया जाता है। डीसी से 18 गीगाहर्ट्ज़ तक की आवृत्ति सीमा के लिए आरएफ परीक्षण रिग एक्सटेंशन आवश्यकताओं के लिए, एक विशेषज्ञ आपूर्तिकर्ता से प्रमाणित एसएमए एडाप्टर केबल उन माप विसंगतियों के जोखिम को कम करती है जो बैचों के बीच डाइइलेक्ट्रिक गुणवत्ता या संपर्क स्थिति में असंगति के कारण उत्पन्न होती हैं।

सारांश

आरएफ परीक्षण व्यवस्था में एसएमए एडाप्टर के साथ सिग्नल पथ को बढ़ाने से इंसर्शन लॉस, प्रतिबिंब और कला प्रभावों का एक भविष्यवाणी योग्य सेट पैदा होता है। इन प्रभावों को मापन अनिश्चितता बजट के भीतर रखने के लिए केबल के प्रकार और कनेक्टर के ग्रेड को आवृत्ति और शक्ति आवश्यकताओं के अनुरूप बनाना, असेंबली से पहले इंटरफ़ेस ध्रुवीयता की पुष्टि करना और विस्तार को एक निष्क्रिय अंतर-कनेक्ट के बजाय मापन श्रृंखला का हिस्सा मानना आवश्यक है।

एसएमए कनेक्टर का लंबा इतिहास आरएफ कार्य में समुचित लागत पर सिद्ध प्रदर्शन का एक रिकॉर्ड है। वे निर्णय जो यह तय करते हैं कि कोई विस्तार केबल उस रिकॉर्ड का समर्थन करती है या नहीं, वे विनिर्देशन और चयन के दौरान लिए जाते हैं, जब असेंबली को व्यवस्था में स्थापित किया जाने से पहले होता है।