Giriş Yap

MENÜ

Blog

MAY

16

2019
RF Kalibrasyonu için Kablo Seçimi ve Kullanımı

Mikrodalga ve RF kalibrasyonda koaksiyel kablolar sıkça kullanılır. Yüksek hassasiyete sahip kablolar oldukça pahalı olabilir. Tekrarlanabilir ve  doğru ölçümler yapabilmek için doğru kabloyu seçmek önemlidir. Kablonun karakteristik özellikleri, konnektörler ve konnektörlerin kabloya bağlantısı gibi bütün faktörler ölçüme etki eder. En önemli karakteristik özellikler zayıflama, faz kayması (gecikme) ve eşleşme ve bu parametrelerin zamana, sıcaklığa ve harekete bağlı kararlılığıdır. Kablo ve konektörleri iyi durumda tutmak, hata ve belirsizlikleri minimize etmek için önemlidir.

Örneğin laboratuvar içerisinde veya farklı sistemler arasında referans frekans dağıtımı gibi çok kritik performans istemeyen uygulamalarda genel amaçlı RG58 kablolar BNC konektörler ile birlikte yeterli olacaktır. Diğer yandan, bu tür kablolar sinyal seviyesi, faz doğruluğu ve kararlılığı veya empedans eşleşmesinin önem taşıdığı metroloji uygulamaları için uygun değildir. Genel olarak BNC konektörü kalibrasyon uygulamaları için uygun değildir, ancak osiloskop kalibrasyonunda yüksek kaliteli kablolar ile birlikte kullanılan yüksek kaliteli BNC konnektörler de vardır. Kalibrasyon iş yükünde görünen osiloskopların çoğu BNC konnektörlerine sahiptir,  bu nedenle bir BNC konektörünün kullanılması kaçınılmazdır.

RF ve mikrodalga frekanslarında, kablolar ve konektörler iletim hatlarıdır. İletim hattı kesme frekansına yaklaştıkça aşırı zayıflama ve diğer istenmeyen etkilerden kaçınmak için frekans aralığına uygun kablo ve konnektör tiplerinin kullanılması önemlidir. Koaksiyel konnektörler, iletim hattı çapı (dış konnektörün iç çapı) ile tanımlanır. Daha yüksek frekanslarda daha kısa dalga boyları tarafından dikte edilen küçük iletim hattı boyutları, mekanik toleransları da daha önemli hale getirmektedir. Kablolar ve konektörler daha küçük çaplı ve daha hassas hale gelir, böylece kullanım, taşıma ve depolama konularında daha fazla dikkat gerektirir. Birçok metroloji uygulamasında yaygın olan hassas N tipi (7 mm) konnektörler, 18 GHz'e kadar kullanılabilir. PC 3,5 mm, 2,92 mm (K), 2,4 mm, 1,8 mm (V), 1,0 mm vb. dahil diğer tipler, daha yüksek frekanslar için tasarlanmıştır (1,0 mm için 110 GHz).

Kablolar ve konektörler için üreticinin frekans aralığı spesifikasyonlarının aşılmaması gerekir. Bu bağlayıcı türlerinin bazıları zarar görmeden birbirine bağlanabilir, ancak bunu yaparken aşırı zayıflama ve uyumsuzluk oluşturabilir.

Beklenildiği gibi, metroloji sınıfı yüksek performanslı kabloların maliyetleri de yüksek olmaktadır. Bu esnek ve yarı esnek kablolar, zayıflama özelliklerinin sıcaklık veya esnemeye bağlı olarak çok daha az etkilendiği “stabil” tipinde kablolardır. Pratikte kabloların bağlantı sırasında bükülmesi gerekiyorsa  yaklaşık 100 mm'lik bir minimum bükülme yarıçapı gözetilmelidir. Fazla bükülmüş olan kablolar öngörülemeyen performansa sahip olacaktır ve kullanılmaması gerekir.

Faz kararlı kablo tipleri, adından da anlaşılacağı gibi, zaman, sıcaklık ve esneme ile faz (gecikme) özelliklerini de korur. Bu tip kablolar; genellikle bükülme ve bükülmeye karşı iyi bir esneklik ve bağışıklığın gerekli olduğu Vektör Network  Analizörlerinde (VNA) test portu kabloları olarak kullanılır.

Konnektör ve kablonun birleştirilme şekli (preslenmiş veya kelepçelenmiş) hem elektriksel hem de mekanik olarak ayrıca önemlidir. Konnektör tasarımına göre mekanik tercihler de değişebilir ve iletim hattının karakteristik empedansını ve eşleşme (mis-match) performansını farklı şekilde etkilebilir.

Preslenmiş bir konnektörde, kablo dış iletkeni, metal bir kılıf ile konnektör gövdesi arasında kenetlenme ile sabitlenir. Kelepçelenmiş bir konnektörde, kablo dış iletkenini konnektör gövdesine sabitleyen bir somun ve halka vardır. Presi oluşturmak için uygulanan basınç, kablo veya konnektör bileşenlerini bükülme nedeniyle bozarsa, başka iletim hattı süreksizlikleri oluşma ihtimali vardır. Kelepçeleme, iletim hattı dış iletkeninin daha yumuşak geçişi için bir potansiyele sahiptir ve bu nedenle daha iyi bir eşleşme sağlar. Bununla birlikte, sıkma somununun kablo hareketi ile gevşeme ihtimali vardır. Bu gevşeme bağlantı zayıflamasına ve eşleşme performansını olumsuz yönde etkilemesine, potansiyel olarak aralıklı bir şekilde bozulması neden olur. Preslenmiş ve kelepçelenmiş sonlandırmalar farklı özelliklere sahiptir ve kullanıcılar ihtiyaçlarına göre karar vermelidir.

Kabloları, rutin bakım ve kalibrasyon programları dahil olmak üzere laboratuvar içindeki diğer kalibre edilmiş öğeler gibi düşünmek gerekir. Kabloları kullanım alanlarına göre gruplayıp etiketlemek faydalı olur . Birçok yüksek dereceli kablo zayıflama ve eşleşme için ölçülen veri ile birlikte verilir, böylelikle kullanıcılar VNA cihazlarını kullanarak kendi ölçümlerini yapabilir. Kablolarda ve konnektörlerde oluşabilecek hasar ve diğer herhangi bir bozulma, izlenebilir karakteristik performanslarını etkileyebilir. Kullanım sırasında özelliklerin uygun olduğu aralık değerlerinin dışına çıkabilir. Bu olumsuzlukları kısa sürede fark edebilmek için düzenli olarak kablo ve konnektörleri kontrol etmek gerekir.