HF-Koaxial-Steckverbinder


zurück zu HF , zurück zur Elektronik , Homepage


Steckverbinder

Praxis
Drehmomentschlüssel


Kabel
Stripline


zurück


Steckverbinder

Da jedes Kabel zwei Enden und jedes HF-Gerät Ein- und/oder Ausgänge hat, braucht man Steckverbinder als trennbare Verbindungselemente. Da man in der Regel HF-Signale über geschirmte Koaxialkabel leitet, braucht man geeignete Koaxial-Steckverbinder. Davon gibt es eine ganze Menge, ich beschränke mich hier auf die wichtigsten. Zu beachten ist dabei, dass es oft die scheinbar gleichen Verbinder für unterschiedliche Impedanzen gibt - schließlich ist so ein Stecker ja auch selbst ein kurzes Kabelstück, und muss die richtige Impedanz haben. Deshalb ist immer darauf zu achten, dass man den Steckverbinder mit der richtigen Impedanz (50 Ohm) verwendet!


BNC

Der praktische Koax-Verbinder mit Bajonettverschluss ist weit verbreitet. Er ist handlich, billig, und bis zu 1GHz auch ausreichend. Bei höheren Frequenzen braucht man aber etwas besseres. Messgeräte, die für nicht mehr als 1GHz ausgelegt sind verwenden BNC, da er mit seinem Schnellverschluss außerordentlich praktisch für temporäre Verbindungen ist. Man findet ihn also z.B. an Oszilloskopen, Signalgeneratoren ...
foto

F

Diesen Verbinder erwähne ich hier nur, da er der Standard bei Sat-Empfängern ist, und deshalb in vielen Haushalten eingesetzt wird. Es hat eine Verschraubung. Das ist zwar umständlicher als ein Bajonettverschluss, aber die Sat-Kabel werden im Haus ja dauerhaft verlegt, da ist eine Verschraubung einfach mal zuverlässiger. Der Stecker ist für maximal 5 GHz ausgelegt, und kommt deshalb mit den ca. 2 GHz im Sat-Kabel problemlos klar. Allerdings ist die Sat-Anlage - die ja eine reine Empfangsanlage ist - vollständig für eine Impedanz von 75 Ohm ausgelegt. Damit haben weder Sat-Kabel noch F-Steckverbinder im Bastellabor einen Sinn! Die sind mir auch kein Foto wert.


N

Das ist ein Klassiker, der aber eine zuverlässige Verschraubung hat und bis zu ca. 10 GHz verwendet werden kann. An Hochfrequenzmesstechnik im Bereich von 1 GHz bis 10 GHz ist das der Standardverbinder (Spektrumanalysatoren, HF-Generatoren, Powermeter ...). Das Schraubgewinde macht seine Verwendung etwas unhandlich, und durch seine Größe ist er etwas sperrig. Dafür ist er robust.
Foto

SMA
Das ist der "kleine praktische Bruder" des N-Verbinders. Er hat auch eine Verschraubung und ist sogar bis ca. 20 GHz einsetzbar. Seine geringe Größe macht ihn zu meinem Lieblingssteckverbinder im Labor. Ein RG-316 Kabel mit SMA-Steckverbindern ist in der HF-Technik (bis 3 GHz) das Äquivalent zur Bananenstecker-Messstrippe der Elektrik. Auch bei HF-Steckverbindungen innerhalb von Geräten findet man SMA-Steckverbinder, während die Verbindungen nach außen oft vom N-Typ sind.
Die Überwurfmutter des SMA-Steckers hat ein Außenmaß von 8mm, sie lässt sich also mit einem 8mm-Maulschlüssel lösen, und auch (mit einem Drehmoment von 1 Nm) anziehen. Für letzteres ist ein Drehmomentschlüssel empfehlenswert (siehe unten).

Wer mal im Elektroniklabor einen Spectrumanalyzer, Signalgenerator oder Networkanalyzer (für 1.. 10 GHz) sieht, der achte mal auf die HF-Anschlüsse der Geräte. Das sind alles N-Verbinder. Aber die Leute, die damit arbeiten haben garantiert N-SMA-Adapter daran geschraubt.

Einen Nachteil haben SMA-Stecker - sie sind nicht für sehr viele Steckzyklen ausgelegt. Aber das gleicht der geringe Preis wieder aus.
Foto


VORSICHT: RP-SMA
Bei SMA hat die Buchse ein Außengewinde und der Stecker eine Überwurfmutter. Dummerweise hat man (um Menschen zu ärgern) auch einen "reverse SMA" Stecker erfunden, bei dem das genau umgekehrt ist. Diese werde z.B. bei WLAN-Antennen gern verwendet. Das kann im Labor leicht zu Verwechslungen führen, die auch mit Beschädigungen einhergehen. Deshalb Finger weg von RP-SMA. Die RP-SMA-Teile, die man hat, immer separat lagern.



VORSICHT: 3,5mm (APC35)
Es gibt diverse Steckverbinder, die aus dem SMA entwickelt wurden, aber für höhere Frequenzen oder mehr Steckzyklen geeignet sind. Davon besitzen die Typen 2,9mm, 3,5mm, K und SMK (und vielleicht noch mehrere) die gleiche äußere Verschraubung wie der SMA-Stecker. Es ist sogar möglich, SMA und 3,5mm (APC35) miteinander zu verbinden. Wenn man einen hochwertigen SMA-Steckverbinder verwendet, dann ist eine Verschraubung SMA-3.5mm sogar besser als eine SMA-SMA-Verschraubung. Bei billigen SMA-Verbindern besteht aber die Gefahr, den hochwertigen 3.5mm zu beschädigen.

Wenn man also eine hochwertiges, neues Kabel/Gerät anschließen will, das augenscheinlich SMA-Verbinder hat, dann sollte man sich diese Verbinder noch mal genau anschauen, um zu prüfen, ob es wirklich ein SMA-Typ ist. SMA erkennt man daran, dass um den zentralen Pin herum nur weißes Dielektrikum zu sehen ist. Beim z.B. 3,5-mm-Typ fehlt das Dielektrikum, stattdessen sieht man einen metallischen Kontaktring in einigen Abstand um den zentralen Pin herum.
Hier noch mal zum Vergleich zwei Adapter von jeweils N auf 3.5mm-Buchse (links) und SMA-Buchse (rechts).

foto

Es gibt noch diverse andere Stecker, die aber entweder für noch höhere Frequenzen ausgelegt sind, oder noch weiter miniaturisiert wurden. Sie sind deshalb hier erst mal unwichtig. Mit BNC, N und SMA kommt man in der Praxis fast immer aus.


Steckverbinder-Praxis
Beim Verwenden eines BNC-Steckverbinders kann man kaum was verkehrt machen. Man steckt den Stecker in die Buchse, dreht den Bajonettverschluss, und fertig. Die Stecker mit Verschraubung erfordern aber mehr Aufmerksamkeit. Wenn man hier die Verschraubung dreht, sollte man unbedingt darauf achten, nicht das ganze Kabel mitzudrehen! Ansonsten dreht man nämlich den Mittelstift des Steckers in der Buchse, was diesen stark abnutzen würde. Man setzt also den Stecker in die Buchse und hält dann das Kabel mit einer Hand fest (um dessen Drehung zu vermeiden) während man mit der anderen Hand die Überwurfmutter der Verschraubung dreht und anzieht.

Die Schraubverbindung muss fest sein. Sollte sie wackeln, dann ist die Verbindung schlecht, und das Signal wird (frequenzabhängig) nur teilweise durch den Stecker hindurchgehen. Zieht man die Mutter aber zu fest an, kann man leicht etwas kaputt machen. Das trifft vor allem auf SMA-Verbinder zu, die auf Platinen gelötet sind. Hier gibt es oft keine brauchbare "Zugentlastung", und mit zu kräftigem Anziehen des Verbinders reißt man den Steckverbinder von der Platine.

Die optimale Verbindung haben SMA-Stecker, wenn man sie mit einem bestimmten Drehmoment (1 Nm) festgezogen hat. Deshalb gibt es dafür auch spezielle Drehmomentenschlüssel. Da Markenware aber ca. 100 € kostet, werden viele sie nicht einsetzen. Ich empfehle, die Mutter des Stecker kräftig handfest anzuziehen (was bei den kleinen Muttern gar nicht so einfach ist). Um später den fest sitzenden Stecker ohne großes Herumwackeln zu lösen, kann man einen 8mm-Maulschlüssel verwenden.

Das nebenstehende Foto zeigt oben einen SMA-Drehmomentenschlüssel aus chinesischer Produktion (Mxita SMA torque wrench) für ca. 20 €. Den habe ich über Ebay bezogen, und er kam mit Kalibrierzertifikat (8mm Schlüsselweite, Drehmoment 1 Nm).

Darunter ist ein einfacher axialer SMA-Steckschlüssel mit Drehmomentbegrenzung, der hilfreich ist, wenn man in der Mitte eines größeren SMA-Steckerfeldes einen schwer erreichbaren SMA-Stecker festziehen muss.
Foto



zurück zu HF , zurück zur Elektronik , Homepage

Autor: sprut
erstellt: 16.02.2019