CONECTORES COAXIALES RF
En esta sección discutiremos sobre un tipo de conector que está diseñado específicamente para acoplar señales únicamente, y la señal referida al conector no es más que señales de RF. Los conectores coaxiales son uno de los componentes importantes de un sistema de RF. Los conectores coaxiales son componentes especialmente diseñados para conectar y desconectar la línea de transmisión de RF del dispositivo. Los conectores coaxiales se han utilizado ampliamente para acoplar energía de RF de un dispositivo a otro desde la década de 1940. El primer conector coaxial desarrollado fue el conector de frecuencia ultraalta (UHF) diseñado por Amfenol. El conector coaxial siempre tiene forma cilíndrica y el conector metálico interior y el conector metálico exterior comparten un eje común y por eso se llama conector coaxial.
El conector coaxial siempre se encuentra al final de un cable coaxial. El cable coaxial se inventó en la década de 1880 y sigue siendo el mejor diseño para transportar energía de RF. Tiene un núcleo interno de cobre separado del blindaje metálico externo por un aislante.
Fig. 1: Imagen que muestra la estructura de un cable coaxial
El conector coaxial es en realidad una extensión del cable coaxial que mantiene la misma geometría coaxial. Existe una amplia variedad de estándares coaxiales que se diferencian en sus especificaciones. Cada uno de ellos está diseñado específicamente para una determinada frecuencia de operación, atenuación, pérdida de inserción, condiciones ambientales, capacidad de manejo de potencia, tamaño, forma, resistencia, peso, costo, etc.
Figura 2: Imagen que muestra un conector coaxial al final del cable coaxial
Para el funcionamiento eficiente de un sistema de RF, el diseñador debe tener un buen conocimiento de las especificaciones eléctricas del conector, ya que la energía de RF entra o sale del sistema a través del conector coaxial y, por lo tanto, el rendimiento depende en gran medida de las especificaciones del conector. Antes de pasar a la discusión sobre los diferentes conectores RF, veamos algunas de las especificaciones que son muy importantes para los conectores coaxiales RF.
Impedancia característica
IMPEDANCIA CARACTERÍSTICA
Un cable coaxial tiene un conductor interior y un conductor exterior separados por material aislante entre ellos. Dos conductores cualesquiera separados por un material aislante generarán una capacitancia entre ellos, y generalmente nos referimos a esta capacitancia no deseada como capacitancia parásita. Además, cualquier conductor de longitud significativa tiene una inductancia. Con este conocimiento podemos asumir ambos conductores del cable coaxial como inductores continuos con capacitancia entre cada punto de los dos conductores.
No consideramos la resistencia real de los materiales conductores, que es insignificante, pero para aplicaciones de alta frecuencia debemos cuidar la inductancia y la capacitancia. A continuación se muestra el equivalente de una línea de transmisión de cable coaxial de longitud infinita con capacitancia e inductancia parásitas:
Figura 3: Diagrama de circuito equivalente de cable coaxial
En longitud infinita, el efecto de estas inductancias y capacitancias es puramente resistivo, lo que significa que el efecto de todas las resistencias y condensadores es igual al efecto de una sola resistencia conectada al extremo del cable coaxial. Como el efecto a longitud infinita puede considerarse resistivo, la resistencia que ofrece el cable coaxial a la señal de entrada es independiente de la frecuencia de entrada. A esta resistencia la llamamos impedancia característica del cable coaxial.
La impedancia característica de un cable coaxial es muy importante con respecto al diseño del conector, porque para una máxima transferencia de potencia desde el cable coaxial al conector, el conector debe tener exactamente la misma impedancia que el cable coaxial.
IMPEDANCIA
Según el teorema de transferencia de máxima potencia, la potencia máxima se transfiere de una fuente a la carga sólo si la impedancia de la fuente y la carga es la misma.
Fig. 4: Diagrama de circuito equivalente de un cable coaxial conectado a un conector coaxial
En el caso de cable coaxial y conector coaxial, la potencia máxima del cable coaxial se transfiere al conector coaxial sólo si la impedancia característica del cable coaxial y del conector es exactamente la misma. La impedancia característica del cable coaxial es de naturaleza resistiva y la impedancia del conector también es resistiva y se representa en ohmios.
Normalmente los conectores coaxiales tienen una impedancia de 50 ohmios. El motivo de este valor es que el conector introduce atenuación de señal al pasar la señal del cable coaxial al dispositivo y la impedancia teórica correspondiente a la atenuación mínima para el conector coaxial de un cable coaxial de 50 ohmios debe ser de 77,5 ohmios. Pero teóricamente la máxima transferencia de potencia se produce a 30 ohmios, y tomando la media de 77,5 y 30 obtenemos 53,75. Redondeando el valor, la impedancia está estandarizada en 50 ohmios. La impedancia depende de la geometría del conector y de los parámetros del material aislante.
Relación de onda estacionaria de voltaje
HUEVA
Cuando el cable coaxial no termina en un conector con impedancia coincidente, se producirá una "onda reflejada" en el cable. Esta onda reflejada por el cable interfiere con la onda transmitida y da como resultado una "onda estacionaria". Consideremos un experimento práctico que le ayudará a comprender el concepto de ondas reflejadas y estacionarias.
Fig. 5: Imagen que muestra el experimento que ilustra la onda única transmitida en la cuerda.
Como se muestra en la figura superior, toma una cuerda y deja uno de sus extremos en el suelo. Levante el otro extremo y golpee suavemente. Puedes ver las ondas que comienzan en tu mano, viajan hasta el suelo y mueren antes de llegar al suelo. Cualquier onda transmitida por la mano se pierde antes de llegar al suelo debido a la resistencia interna de la cuerda a la flexión, por lo que no regresan las ondas. En este caso, toda la energía se transmite únicamente y por lo tanto solo hay ondas transmitidas en la cuerda. Este estado de la cadena es equivalente a un cable coaxial largo que termina en un conector de impedancia adaptada.
Ahora ata un extremo de la cuerda a algo sólido para que la longitud de la cuerda sea mucho más corta que en el caso anterior.
Figura 6: Imagen que muestra el experimento que ilustra la onda transmitida y la onda reflejada en la cuerda.
Levante el otro extremo paralelo al suelo y azote suavemente la cuerda una vez. Puedes ver la onda viajando desde tu mano hasta el objeto sólido. Si la onda no está muerta antes de golpear el objeto sólido, se reflejará en el objeto y viajará hacia atrás. A esta onda la llamamos onda reflejada. Este estado de la cadena es equivalente al del cable coaxial terminado en un conector de impedancia no coincidente.
Cuando las ondas se reflejan hacia la fuente, interfieren con las ondas de transmisión y dan como resultado ondas estacionarias, como se ilustra en el siguiente experimento.
Figura 7: Imagen que muestra el experimento que ilustra la onda estacionaria en la cuerda.
Ate ambos extremos de la cuerda a objetos sólidos y sople suavemente desde un extremo de forma continua. La cuerda absorbe continuamente energía de un extremo y la transmite al otro extremo, que se reflejará de regreso al mismo extremo. Estas ondas reflejadas continuamente interfieren con las ondas transmitidas continuamente, produciendo ondas estacionarias en la cuerda.
Aprendimos sobre onda transmitida, onda reflejada y onda estacionaria. Ahora, la relación de onda estacionaria de voltaje (VSWR) es una medida del efecto de onda estacionaria en un cable coaxial. Es la relación entre la amplitud de la onda reflejada y la onda transmitida.
VSWR = amplitud de onda reflejada / amplitud de onda transmitida
Los conectores normales tienen un VSWR entre 1 y 1,5. Los valores altos de VSWR para un conector significan que el conector no es compatible con un cable coaxial de 50 ohmios. Esto ocurre debido a variaciones en el valor de impedancia del conector en relación con la impedancia adaptada del cable. Esta variación de impedancia ocurre debido al efecto de la capacitancia y la geometría del conector y esta variación depende de la frecuencia de operación. En consecuencia, VSWR generalmente se especifica en un rango de frecuencia.
PÉRDIDA DE INSERCIÓN
La pérdida de inserción es otro parámetro que afecta la eficiencia de transmisión de la señal desde el conector al dispositivo. Se produce una cantidad significativa de pérdida de amplitud en la señal en el conector debido a variaciones en la impedancia. La cantidad de estas pérdidas se llama pérdida de inserción y se expresa en dB.
La pérdida de inserción depende de las propiedades de los conductores y materiales aislantes del conector.
Un diseñador debe considerar el efecto de la pérdida de inserción del conector coaxial y debe compensar el efecto al diseñar el sistema de RF.
FUGA DE RF
Una cantidad significativa de energía de RF generalmente irradia desde el propio conector. Debido a esto, la atenuación de la señal se produce antes de acoplarla al dispositivo. La cantidad de energía de RF radiada antes del acoplamiento al sistema de RF se denomina fuga de RF y se expresa en dB.
Las fugas de RF se producen principalmente a través de las ranuras u orificios del cuerpo del conector o pueden ocurrir debido a un acoplamiento menos apretado de los conectores macho y hembra.
Un diseñador también debe considerar el efecto de la fuga de RF del conector coaxial y debe compensar el efecto al diseñar el sistema de RF.
Se trata de las especificaciones comunes que se encuentran específicamente en la hoja de datos del conector coaxial, además de las especificaciones del conector común que ya hemos discutido.
Ahora busquemos algunos de los conectores estándar coaxiales comunes y sus detalles.
Conectores SMA y NEILL
CONECTOR SMA
SMA significa "Subminiatura A". El conector SMA es un conector de cable coaxial RF de uso común. Fue diseñado por Bendix Research Laboratories en 1958 para usarse con empuñaduras semirrígidas .141 (RG-402). Están diseñados para funcionar a una frecuencia de 18 GHz. El conector tiene un diámetro reducido en comparación con otros conectores coaxiales.
Figura 8: Imagen del conector SMA macho y hembra
Los conectores SMA tienen un acoplamiento roscado y están hechos de contactos de latón separados por aisladores de teflón. Los conectores SMA tienen propiedades de baja reflexión, impedancia de 50 ohmios y VSWR bajo. Son adecuados para operaciones de banda ancha y hay versiones de estos conectores disponibles hasta 27 GHz. Los conectores SMA son conectores coaxiales muy resistentes, duraderos, de tamaño pequeño y de bajo costo.
Los conectores SMA se pueden encontrar en amplificadores, atenuadores, filtros, mezcladores, osciladores, interruptores, etc. Los conectores SMA se utilizan ampliamente en aplicaciones militares y sistemas de RF, incluida la tecnología Strip Line y Micro-strip.
Especificación de muestra:
Impedancia —————————– 50 ohmios
Rango de frecuencia ——————— 0–18 GHz
Clasificación de voltaje ———————— 500 V pico
Rigidez dieléctrica ————- 1000V RMS
ROE ———————————– 1,05 +
Resistencia de contacto ——————- 2,0 miliohmios
Resistencia de aislamiento —————- 5000 megaohmios
Fuga de RF ————————— -90 db mín.
Pérdida de inserción db máx. ————- .06
CONECTOR N
El conector tipo N es otro conector que ha demostrado su utilidad en la tecnología RF. El conector tipo N se utiliza desde la década de 1940 en dispositivos de RF. Fueron diseñados para funcionar en la frecuencia de 12 GHz. El nombre del conector N lleva el nombre de Paul Neill de Bell Labs, quien inventó este conector.
Figura 9: Imagen del conector macho tipo N
Fig. 10: Imagen del conector hembra tipo N
Tiene una interfaz de acoplamiento roscada y generalmente tiene una impedancia de 50 ohmios. Los contactos están hechos de latón y separados por aislantes como resinas de tetrafluoruro. La interfaz utilizada en este tipo de conectores no es más que el propio aire. Son más grandes que los conectores SMA.
Los conectores tipo N se utilizan en cables coaxiales grandes y en aplicaciones resistentes a la intemperie.
Los conectores N se utilizan ampliamente en equipos de comunicaciones militares, redes de área local de microondas, etc.
Especificación de muestra:
Impedancia —————————– 50 ohmios
Rango de frecuencia ——————— 0–10 GHz
Rigidez dieléctrica ————- 1500 V CA/1 minuto
ROE ———————————– 1,2
Resistencia de contacto ——————- 3,0 miliohmios
Resistencia de aislamiento —————- 5000 megaohmios
Conectores TNC y SMC
CONECTOR TNC
Los conectores roscados Neill-Concelman (TNC) se diseñaron en 1956. Están diseñados específicamente para soportar vibraciones extremas. Los conectores TNC son conectores de tamaño mediano que pueden funcionar hasta 12 GHz.
Fig. 11: Imagen del conector macho tipo TNC
Figura 12 : Imagen del conector tipo TNC hembra
Los conectores TNC utilizan un acoplamiento coaxial roscado. Se utilizan en aplicaciones militares y aeroespaciales, ya que están diseñados para soportar presiones y vibraciones extremas.
Especificación de muestra:
Impedancia —————————– 50 ohmios
Rango de frecuencia ——————— 0–11 GHz
Voltaje de trabajo ——————— 500 voltios rms.
Rigidez dieléctrica ————- 1500V RMS
ROE ———————————– 1,3
Resistencia de contacto ——————- 1,5 miliohmios
Resistencia de aislamiento —————- 5000 megaohmios
CONECTOR SMC
SMC significa conector “Subminiatura C”. Es similar al conector SMB, pero está diseñado para frecuencias más altas. Al igual que otros tipos de conectores, el SMC tiene una impedancia de 50 ohmios y está diseñado para funcionar a una frecuencia de 10 GHz.
Fig. 13: Imagen del conector macho tipo SMC
Figura 14: Imagen del tipo de conector hembra SMC
Normalmente se utilizan latón, cobre berilio y cobre como materiales conductores y teflón como material aislante. El SMC es idéntico en estructura al SMB, pero tiene roscas para acoplamiento coaxial roscado.
La estructura roscada y el tamaño pequeño los hacen adecuados para operar en entornos como aviones, transbordadores espaciales, etc. Se utilizan ampliamente en aplicaciones militares y no militares.
Especificación de muestra:
Impedancia nominal ——————— 50 ohmios
Voltaje de trabajo ————————- 335 voltios rms
Rango de frecuencia ————————- 0 a 10 GHz
Resistencia de aislamiento ——————– 1000 megaohmios mín.
Resistencia de contacto ———————– 12 miliohmios
Tensión dieléctrica soportada —— 1000 voltios rms
Fuga de RF ——————————– -60 dB mín.
Pérdida de inserción de RF ————————– 0,25 dB máx.
Conectores MB y MCX
CONECTOR PYME
SMB significa conector “Subminiatura B”. Está diseñado para funcionar hasta una frecuencia de 4 GHz. A diferencia de otros conectores coaxiales, está diseñado para una conexión y desconexión rápida.
Figura 15: Imagen de conectores tipo SMB hembra y macho
Se encuentran disponibles conectores SMB con impedancia de 50 ohmios y 75 ohmios. Tiene una estructura exterior similar a un resorte para facilitar las conexiones. Los conectores SMB son útiles en entornos con vibraciones moderadas. También son adecuados para miniaturización de circuitos y aplicaciones de empaquetado interno denso. Se utilizan comúnmente en PCB con cables flexibles y en transmisión de señales entre o dentro de la placa.
Especificación de muestra:
Impedancia nominal ——————— 50 ohmios
Rango de frecuencia ————————- 0 a 4 GHz
Clasificación de voltaje —————————- 500 VRMS máx.
Clasificación actual —————————- 1,5 amperios CC máx.
Resistencia de aislamiento ——————– 1000 megaohmios mín.
Resistencia de contacto ———————– 6 miliohmios máx.
Fuga de RF ——————————– -55 dB mín.
Pérdida de inserción de RF ————————– 0,30 dB máx.
CONECTOR MCX
El conector Micro CoaX (MCX) fue diseñado y desarrollado durante la década de 1980. Fue diseñado específicamente para aplicaciones donde el ahorro de tamaño y espacio es fundamental. El conector MCX está diseñado para funcionar hasta una frecuencia de 6 GHz. Los conectores MCX están disponibles en versiones de 50 ohmios y 75 ohmios.
Fig. 16: Imagen del conector coaxial macho tipo MCX
Figura 17: Imagen del conector coaxial hembra tipo MCX
La estructura de diseño de MCX es similar a la de SMB, pero es aproximadamente un 30% más pequeña que los conectores SMB. Al igual que SMB, el conector MCX también utiliza el método de conexión coaxial a presión.
Los MCX se utilizan ampliamente en muchos módulos de microondas comunes donde la miniaturización es muy importante, incluidos los sistemas de posicionamiento global (GPS), automoción, sistemas de información, comunicaciones de mercado, telefonía celular y telemetría de datos.
Especificación de muestra:
Impedancia ————————————— 50 ohmios
Rango de frecuencia ——————————- 0–6 GHz
Voltaje de trabajo ——————————- 335 VRMS
Tensión soportada dieléctrica ———– 1000 voltios
VSWR —————————————— 1,3 máx. 6GHz
Resistencia de contacto —————————- 5,0 miliohmios máx.
Resistencia de aislamiento ————————- 5000 megaohmios
Pérdida de inserción ———————————– 0,1 dB máx.
Conectores BNC y UHF
CONECTOR BNC
El conector Bayonet-Neill-Concelman (BNC) lleva el nombre de los inventores del conector BNC Neill y Concelman. La bayoneta es un método de acoplamiento único utilizado en este tipo de conectores coaxiales. Fueron diseñados y desarrollados en la década de 1940. Los conectores BNC están disponibles en versiones de impedancia de 50 ohmios y 75 ohmios. Están diseñados para funcionar a una frecuencia máxima de 4 GHz.
Fig. 18: Imagen de conectores coaxiales macho BNC
Figura 19: Imagen de conectores coaxiales hembra BNC
El conector BNC tiene un diseño idéntico al conector tipo N, pero tiene un mecanismo de bloqueo de bayoneta para el acoplamiento. Este cierre de bayoneta proporciona un ajuste completamente firme y seguro y hace que el conector BNC luzca totalmente diferente de otros tipos.
Los conectores BNC se utilizan con cables coaxiales de tamaño mediano y tienen una amplia gama de aplicaciones como redes flexibles, instrumentación e interconexiones de periféricos de computadora, etc.
Especificación de muestra:
Impedancia ————————————— 50 ohmios
Rango de frecuencia ——————————- 0–4 GHz
Voltaje de trabajo ——————————- 500 VRMS
Tensión soportada dieléctrica ———– 1500 voltios
VSWR —————————————— 1,3 máx. 6GHz
Resistencia de contacto —————————- 1,5 miliohmios máx.
Resistencia de aislamiento ————————- 5000 megaohmios
CONECTORES UHF
Los conectores de frecuencia ultraalta (UHF) son los más populares entre los conectores coaxiales. Fue inventado en Amfenol en 1930. A diferencia de todos los demás conectores coaxiales, el conector UHF tiene impedancia variable. Debido a esta impedancia variable, los conectores UHF sólo se pueden utilizar hasta una frecuencia máxima de 500 MHz. Tienen un voltaje máximo de 500 voltios. También existen conectores Mini-UHF que son más pequeños que el conector UHF y se pueden utilizar hasta una frecuencia máxima de 2 GHz.
Fig. 20: Imagen del Conector Circular
Figura 21: Imagen del conector coaxial mini-UHF macho y hembra
Fig. 22: Imagen del conector coaxial UHF macho
Fig. 23: Imagen del conector coaxial UHF hembra
Debido a que la impedancia no es constante, los conectores UHF se utilizan en aplicaciones donde la adaptación de impedancia no es crítica. Este tipo de conectores coaxiales son muy populares, económicos y muy utilizados en aplicaciones de bajo coste como radios, sistemas de megafonía, etc.
Especificación de muestra:
Impedancia ————————————— 50 ohmios
Rango de frecuencia ——————————- 0–2,5 GHz
Voltaje de trabajo ——————————- 335 VRMS
Tensión soportada dieléctrica ———– 1000 voltios
VSWR —————————————— 1,25 máx. 6GHz
Resistencia de aislamiento ————————- 5000 megaohmios
Resumen
{C}{C}{C}{C}{C}{C} · {C}{C}{C}{C}{C}{C} Hay ciertos parámetros que son importantes para los conectores coaxiales, como la impedancia, VSWR, fuga de RF y pérdida de inserción.
{C}{C}{C}{C}{C}{C} · {C}{C}{C}{C}{C}{C} Un buen conector coaxial debe tener una impedancia independiente de la frecuencia de 50 ohmios o 75 ohmios, VSWR casi unitario, fuga de RF mínima, inserción mínima y pérdida de frecuencia operativa superior. .
{C}{C}{C}{C}{C}{C} · {C}{C}{C}{C}{C}{C} Hay diferentes tipos de conectores coaxiales estándar disponibles, incluidos SMA, N, TNC, SMC, MCX, BNC, SMB, mini-UHF y UHF.
{C}{C}{C}{C}{C}{C} · {C}{C}{C}{C}{C}{C} Excepto UHF, todos los demás tienen una impedancia independiente de la frecuencia de 50 ohmios o 70 ohmios.
{C}{C}{C}{C}{C}{C} · {C}{C}{C}{C}{C}{C} El conector coaxial con la frecuencia de operación más alta es el conector SMA con una frecuencia máxima de 27 GHz y el conector coaxial con la frecuencia de operación más baja es el conector UHF , que sólo puede funcionar por debajo de 500 MHz.
Conectores CPC y DIN
CONECTOR CPC
Los conectores circulares de plástico (CPC) se diseñaron y desarrollaron durante la década de 1970. Como su nombre indica, están hechos principalmente de plástico, excepto los contactos metálicos. Tienen forma circular y están diseñados para brindar confiabilidad. El conector CPC se considera un conector IO y de alimentación estándar de la industria. Están disponibles en carcasas suspendidas o embridadas y versiones montables en PCB. La familia de conectores CPC incluye todo tipo de conectores, como cable a cable, cable a placa, conectores de alimentación, conectores IO e incluso conectores coaxiales.
Figura 24: Imagen que muestra diferentes variedades de conectores CPC
La geometría circular permite un método de organización de contactos que ahorra más espacio. En comparación con cualquier conector rectangular, en el conector CPC se puede disponer la misma cantidad de pines en un espacio mucho más pequeño. Los cables se pueden ensamblar en el CPC mediante métodos de engarzado y soldadura.
Figura 25: Imagen del CPC masculino
Figura 26: Imagen de la CPC femenina
Los CPC están fabricados con materiales termoplásticos ligeros, estabilizados, resistentes al calor, autoextinguibles y de alto impacto. La mayoría de ellos son conectores polarizados. Proporcionan una capacidad fácil de conectar y desconectar. Las piezas del conector, incluidos el pasador, el receptáculo, etc., se pueden desmontar fácilmente y, por lo tanto, permiten una reparación rápida. Algunos CPC vienen con códigos de colores pares. CPC se puede utilizar para acoplar señal y alimentación y algunos de los conectores CPC tienen una corriente máxima de 50 amperios.
Los conectores CPC son adecuados para aplicaciones donde el tamaño y las densidades de contacto son críticos, como industriales, instrumentación, transporte, etc. Se utilizan ampliamente en maquinaria industrial, automatización de fábricas y equipos de manipulación de materiales. Son adecuados para vehículos y sistemas ferroviarios y de tránsito, instrumentación y equipos médicos. Los conectores CPC son ampliamente utilizados en todo tipo de equipos de comunicaciones, redes, almacenamiento de datos, computadoras y periféricos. El tamaño pequeño y el peso ligero de los conectores CPC los convierten en conectores ideales para equipos y sistemas aeroespaciales y de defensa.
Especificación de muestra:
Clasificación actual ————————————- 4 amperios
Tensión soportada dieléctrica ———– 1650 voltios
Resistencia de contacto (miliohmios) ————- <5 mil ohmios
Resistencia de aislamiento ————————- 5000 megaohmios
Resumen
{C}{C}{C}{C}{C}{C} · {C}{C}{C}{C}{C}{C} El nombre CPC significa conector circular de plástico.
{C}{C}{C}{C}{C}{C} · {C}{C}{C}{C}{C}{C} Como sugiere el nombre, son circulares y están hechos de plástico excepto los contactos metálicos.
{C}{C}{C}{C}{C}{C} · {C}{C}{C}{C}{C}{C} Casi todos los tipos de conectores están disponibles en esta familia de conectores
{C}{C}{C}{C}{C}{C} · {C}{C}{C}{C}{C}{C} La ventaja de la forma circular es que puede acomodar una gran cantidad de contactos en un espacio pequeño.
{C}{C}{C}{C}{C}{C} · {C}{C}{C}{C}{C}{C} La ventaja del plástico es su ligereza, durabilidad, fácil montaje y reparación.
{C}{C}{C}{C}{C}{C} · {C}{C}{C}{C}{C}{C} Se pueden utilizar para transmitir señal y potencia.
{C}{C}{C}{C}{C}{C} · Los conectores {C}{C}{C}{C}{C}{C} están disponibles con una corriente máxima de 50 amperios.
{C}{C}{C}{C}{C}{C} · {C}{C}{C}{C}{C}{C} Son conectores de alimentación IO estándar industrial y se utilizan ampliamente en todo tipo de dispositivos.
CONECTOR DIN
El nombre DIN significa "Deutsches Institut für Normung", que es una organización de normalización alemana que estandariza este conector. El conector DIN también forma parte de los conectores circulares. Existen diferentes conectores estándar en el estándar de conector DIN. Todos los conectores DIN tienen el mismo diámetro, pero el número de pines difiere del estándar DIN. Los estándares DIN conocidos son DIN41524, DIN41612, DIN43356, DIN41652, etc. El número de pines varía de 3 a 15, manteniendo el mismo diámetro externo del conector. Los conectores DIN estándar están disponibles en formato pin como se muestra en la siguiente imagen.
Figura 27: Diagrama de los diferentes estándares de conectores DIN
Los conectores DIN utilizan el método de ajuste a presión redondo. Los conectores DIN son conectores polarizados con una muesca en la carcasa que garantiza que las clavijas solo se conectarán en la orientación correcta. También evita que tipos de conectores incompatibles encajen entre sí y dañen sus clavijas. Los cables se unen a las clavijas de los conectores DIN mediante soldadura.
Figura 28: Imagen del conector DIN macho y hembra de 7 pines
Independientemente de los números de pines, la posición de los pines en el conector DIN sigue siendo la misma. Se utilizan diferentes conectores DIN con números de pin para diferentes aplicaciones.
Los conectores DIN se utilizan como interfaz SYNC y MIDI en instrumentos musicales, radioaficionados, puertos serie, conectores de teclado y ratón PS/2, etc.
Veamos las diferentes configuraciones de pines y otros detalles de los conectores DIN utilizados en diferentes aplicaciones.
Altavoz (2 pines)
Se utilizan conectores DIN de dos pines para conectar cables al altavoz. A continuación se muestra la imagen del conector DIN macho de 2 pines para altavoz.
Figura 29: Imagen que muestra la posición de las clavijas del conector DIN de dos clavijas
La distribución de pines del conector DIN de 2 pines.
PIN 1 ——————POSITIVO
PIN 2 ——————NEGATIVO
Micrófonos (3 pines)
Los conectores DIN de tres pines se utilizan ampliamente en micrófonos. Son similares a los conectores XLR estándar, pero no son compatibles con ellos. Los conectores DIN de tres pines se utilizan en micrófonos balanceados, no balanceados y de doble impedancia. En la siguiente figura se muestra la posición de las clavijas del conector DIN de 3 clavijas visto desde el lado de soldadura del enchufe.
Fig. 30: Esquema del conector DIN
Posición de los pines del conector DIN de tres pines
La distribución de pines del conector DIN de 3 pines para micrófono balanceado
PIN 1 —————— EN VIVO
PIN 2 —————— PANTALLA
PIN 3 ——————REGRESO
La distribución de pines del conector DIN de 3 pines para micrófono no balanceado
PIN 1 —————— ENTRADA MONO
PIN 2 —————— PANTALLA
PIN 3 ——————NO CONECTADO
Distribución de pines del conector DIN de 3 pines para micrófono de doble impedancia
PIN 1 —————— ENTRADA MONO ALTA
PIN 2 —————— PANTALLA
PIN 3 —————— ENTRADA MONO BAJA
DIN de 5 pines
Los conectores DIN de cinco pines se utilizan en aplicaciones como micrófono estéreo, sintonizadores, auriculares, etc. La posición de las clavijas del conector DIN de 3 clavijas se ve desde el lado de soldadura del enchufe y se muestra en la siguiente figura.
Fig. 31: Diagrama del conector DIN de 5 pines
Posición de los pines del conector DIN de cinco pines
La distribución de pines del conector DIN de 5 pines para micrófono estéreo
PIN 1 —————— ENTRADA IZQUIERDA
PIN 2 —————— PANTALLA
PIN 3 ——————NO CONECTADO
PIN 4 —————— ENTRADA DERECHA
PIN 5 ——————NO CONECTADO
El pinout del conector DIN de 5 pines para sintonizadores
PIN 1 —————— ENTRADA IZQUIERDA
PIN 2 —————— PANTALLA
PIN 3 —————— ENTRADA IZQUIERDA
PIN 4 —————— ENTRADA DERECHA
PIN 5 —————— ENTRADA DERECHA
El pinout del conector DIN de 5 pines para auriculares.
PIN 1 ——————NO CONECTADO
PIN 2 —————— SALIDA IZQUIERDA
PIN 3 —————— SALIDA DERECHA
PIN 4 —————— SALIDA IZQUIERDA
PIN 5 —————— SALIDA DERECHA
CONECTOR MINIDIN
Conectores MINI DIN y XLR
Los conectores DIN vienen en un modelo en miniatura llamado conector Mini DIN. Son más pequeños que los conectores DIN estándar y además la posición de los pines varía respecto al estándar DIN.
Figura 32: Imagen de conectores Mini-DIN macho y hembra
Los conectores mini DIN están disponibles con contactos de 3 a 9 pines. Los conectores mini DIN se utilizan como conector estándar para dispositivos con protocolo PS/2. También se utilizan como conectores en equipos de vídeo SVHS.
Mini DIN de 4 pines
El conector mini DIN de cuatro pines se utiliza como conector de cable para el sistema de vídeo SVHS. En la siguiente figura se muestra la posición de las clavijas de un conector DIN de cuatro clavijas visto desde el lado de soldadura del enchufe.
Fig. 33: Diagrama del conector Mini-DIN de 4 pines
La posición de los pines de un conector SVHS de 4 pines
Distribución de pines del conector mini DIN de 4 pines para sistema de vídeo SVHS
PIN 1 —————— LUMINANCIA TIERRA
PIN 2 ——————TIERRA CROMINANCIA
PIN 3 —————— LUMINANCIA/INTENSIDAD (Y)
PIN 4 —————-CROMINANCIA/COLOR (C)
PS/2
IBM Personal System 2 (PS/2) es un protocolo de comunicaciones utilizado para conectar el mouse y el teclado con computadoras personales. Los conectores mini DIN de seis pines se definen como conectores estándar en este protocolo. Están diseñados para reemplazar el antiguo método de interfaz de teclado y mouse RS232 estándar en computadoras personales. Los conectores mini DIN utilizados para conectar el mouse y el teclado son eléctricamente idénticos, pero no deben intercambiarse durante la conexión. El puerto del teclado se puede identificar por el color violeta y el puerto del mouse se puede identificar por el color verde.
En la siguiente imagen se muestra la posición de las clavijas de un conector mini DIN hembra de 6 clavijas visto desde el lado de soldadura de un enchufe.
Fig. 34: Esquema del conector PS/2
La posición de los pines de un conector PS/2 de 6 pines
La distribución de pines del conector mini DIN de 6 pines para dispositivos PS/2
PIN 1 ——————DATOS
PIN 2 —————— SIN CONEXIÓN
PIN 3 ——————TIERRA
PIN 4 ——————VCC
PIN 5 ——————RELOJ
PIN 6 —————— SIN CONEXIÓN
Especificación de muestra:
Clasificación actual ————————————- 1 amperio CA
Clasificación de voltaje ————————————- 100 V
Tensión soportada dieléctrica ———– 1650 voltios
Resistencia de contacto (miliohmios) ————- <5 mil ohmios
Resistencia de aislamiento ————————- 5000 megaohmios
Resumen
{C}{C}{C}{C}{C}{C}· {C}{C}{C}{C}{C}{C}DIN es un conector circular con un número de pines que oscila entre 3 y 15
{C}{C}{C}{C}{C}{C}· {C}{C}{C}{C}{C}{C}Son conectores polarizados
{C}{C}{C}{C}{C}{C}· {C}{C}{C}{C}{C}{C}Los conectores DIN se utilizan principalmente en aplicaciones de audio
{C}{C}{C}{C}{C}{C}· {C}{C}{C}{C}{C}{C}El conector PS/2 estándar es un conector mini DIN de 6 pines.
{C}{C}{C}{C}{C}{C}· {C}{C}{C}{C}{C}{C}Los conectores mini DIN de 6 pines se utilizan para conectar el teclado y el mouse PS/2
{C}{C}{C}{C}{C}{C}· {C}{C}{C}{C}{C}{C}Los conectores mini DIN de 4 pines se utilizan en sistemas de vídeo SVHS
CONECTOR XLR
XLR es un tipo de conector circular que se encuentra habitualmente en dispositivos de audio y vídeo como micrófonos, intercomunicadores, etc. El conector XLR fue diseñado por James H. Cannon de California. El conector que inventó se produjo comercialmente y recibió el nombre en su honor como conector Cannon 'X' y más tarde se lanzó una versión con bloqueo. La cerradura representa la 'L' y la 'R' significa policloropreno resistente que se utilizó como material alrededor de los contactos hembra. Los conectores XLR están disponibles en conectores de contacto de 2 a 9 pines.
Fig. 35: Imagen de un conector XLR macho y hembra de 3 pines
En la imagen de arriba del conector XLR de 3 pines, es posible que hayas notado el bloqueo en el conector hembra. Esta característica en el diseño del conector XLR es un mecanismo de bloqueo para evitar contactos sueltos del conector macho y hembra. Además, uno de los tres pasadores es más largo que el otro y está diseñado para que el pasador más largo entre en contacto antes que los demás. Este pin se utiliza para hacer contacto con tierra antes de que se realicen contactos de señal. Estos conectores son muy similares en diseño al conector DIN, pero no son compatibles entre sí. Los conectores XLR están disponibles en modelos montables en cable y chasis.
El conector XLR se usa comúnmente con todo tipo de conectores eléctricos, especialmente en audio profesional con interconexión de audio balanceado, incluyendo audio digital AES3, video, fuentes de alimentación de bajo voltaje, equipos de iluminación de escenario, etc.
XLR con diferente número de pines se utilizan para diferentes aplicaciones. Echemos un vistazo a la aplicación y la distribución de pines de los conectores XLR de uso común.
XLR de 3 pines
Los conectores XLR de tres pines se encuentran en casi todos los tipos de micrófonos profesionales. También se utilizan como conectores para cables de altavoces. A continuación se muestra la posición de las clavijas del conector XLR macho de tres clavijas.
Figura 36: Diagrama del conector XLR de 3 pines
La posición de los pines para un conector XLR macho de tres pines
La distribución de pines del conector de micrófono XLR de 3 pines
PIN 1 ——————TIERRA
PIN 2 ——————AUDIO POSITIVO/EQUILIBRADO
PIN 3 ——————CIRCUITO NEGATIVO/EQUILIBRADO
XLR de 4 pines
Los conectores XLR de cuatro pines se usan comúnmente con auriculares talk back, micrófonos no balanceados, control de iluminación analógico, conexiones de alimentación de CC, etc. La posición de las clavijas del conector XLR macho de cuatro clavijas se muestra en la siguiente figura.
Fig. 37: Diagrama del conector XLR de 4 pines
La posición de los pines para un conector XLR macho de cuatro pines
La distribución de pines del conector mini DIN de 4 pines para unos auriculares talk balk
PIN 1 —————— TIERRA DEL MIC
PIN 2 —————— SEÑAL DE MICRÓFONO
PIN 3 ——————TIERRA DEL AURICULAR
PIN 4 ——————TIERRA DE AURICULARES
La distribución de pines del conector mini DIN de 4 pines para un dispositivo de control de iluminación analógico
PIN 1 —————— PANTALLA
PIN 2 ——————RELOJ +
PIN 3 ——————MULTIPLEX ANALÓGICO
PIN 4 ——————RELOJ –
Especificación de muestra:
Clasificación actual ————————————- 15 amperios CA
Clasificación de voltaje ————————————- 1400 VRMS
Tensión soportada dieléctrica ———– 1650 voltios
Resistencia de contacto (miliohmios) ————- <3 mil ohmios
Resistencia de aislamiento ————————- 1000 megaohmios
Resumen
{C}{C}{C}{C}{C}{C}· {C}{C}{C}{C}{C}{C}XLR es un tipo de conector circular comúnmente utilizado en micrófonos profesionales
{C}{C}{C}{C}{C}{C}· {C}{C}{C}{C}{C}{C}Son similares a los DIN pero no compatibles y tienen un mecanismo de bloqueo
{C}{C}{C}{C}{C}{C}· {C}{C}{C}{C}{C}{C}Están disponibles contactos de 2 a 9 pines
{C}{C}{C}{C}{C}{C}· {C}{C}{C}{C}{C}{C}XLR de 2 pines se utiliza en conectores de alimentación de CC, 3 pines para micrófono, 4 pines para intercomunicador, 5 pines para control de luz, 6- pin para intercomunicador de doble canal, micrófono de 7 pines con fuente de alimentación, etc.
{C}{C}{C}{C}{C}{C}· {C}{C}{C}{C}{C}{C}Independientemente de las aplicaciones mencionadas anteriormente, se utilizan ampliamente en dispositivos eléctricos y electrónicos con pines definidos por el usuario.
En este tutorial, aprendimos sobre los conectores circulares y vimos el conector coaxial RF diseñado para la transmisión de señales de alta frecuencia, el conector CPC diseñado para todo tipo de alimentación o señal o ambos, DIN y XLR que están diseñados principalmente para aplicaciones de audio.