Почему на передней панели СВЧ приборов установлены вилки?

Росс Ван Ворт

Как говорили родители: «Для твоей же пользы!»

Многие инженеры любят хорошие головоломки, и всем нам приходилось встречать устройства или технические решения, заставляющие чесать затылки. Если мы заметили что-то странное, но не видим для этого очевидных объяснений, то у нас, как у собак Павлова, начинает выделяться слюна познания. Мы теряемся в догадках, что же за этим кроется – может, тут несколько объяснений – и начинаем подозревать, что всё это следствие какого-то тяжело доставшегося опыта, за который кому-то пришлось заплатить очень дорогой ценой.

Одну такую маленькую загадку можно найти на передней панели многих СВЧ генераторов и анализаторов. Вместо традиционной розетки – типа N, 3,5 мм, 2,4 мм и т.п. – вы часто встретите здесь вилку с огромным рифлёным фланцем, который позволяет плотно затягивать соединение руками (см. ниже).

Хотя типичным разъёмом передней панели является розетка, в приборах СВЧ диапазона (от 30 до 300 ГГц) часто используются разъёмы противоположного типа. Это объясняется тем, что вилка обеспечивает защиту от некоторых серьёзных повреждений.

Поскольку в большинстве кабелей используются вилки, должна существовать хотя бы одна веская причина такого отступления от традиции. И такая причина есть, кратко её можно сформулировать словами «защита разъёма». Ниже показаны два примера и некоторые номера деталей по каталогу.

	Защитные переходы для подключения к вилке 2,4 мм на передней панели
	Соединение с	Номер детали по каталогу
	розеткой 2,4 мм	11900B
	розеткой 2,92 мм	11904B
	розеткой 3,5 мм	11901B
	розеткой типа K	11904B
	розеткой SMA	(используйте 3,5 мм 11901B)
	розеткой типа N	11903B

«Защитные переходы» – это коаксиальные переходники, включаемые между разъёмами передней панели прибора и кабелями или исследуемыми устройствами. В случае повреждения или износа они легко заменяются.

Две другие основные причины описываются словами «расходный» и «сменный». Разъёмы СВЧ диапазона по определению малы и требуют весьма аккуратного обращения, а замена разъёма на передней панели прибора обходится достаточно дорого. Кроме того, после такой замены, как правило, требуется калибровка, а это может вывести прибор из эксплуатации на целый день, а то и на более длительный срок.

В ситуациях, требующих частых переподключений, имеет смысл держать рабочий переходник, постоянно подключенный к разъёму передней панели прибора. Если такой переходник ломается или изнашивается, его можно легко и без особых затрат заменить. Другими словами, даже самый дорогой  переходник метрологического класса стоит дешевле, чем ремонт и последующая перекалибровка прибора.

А теперь давайте вернёмся к повреждению и износу. Разъёмы передней панели подвержены нескольким типам повреждений, и применение вилки и защитного перехода защищает их несколькими способами. Во-первых, вилка стимулирует применение защитного перехода. Оператор, не обученный правильному обращению с разъёмами, не сможет подключить большинство кабелей (с вилками на обоих концах) прямо к передней панели и поэтому, скорее всего, не сможет случайно повредить разъём передней панели.

Во-вторых, вилка, как правило, имеет большую механическую прочность по сравнению с розеткой. Самый распространённый тип повреждений – это повреждение гнездового контакта розетки штыревым контактом вилки, который может быть изогнутым или иметь несоответствующий размер. Вилка на передней панели переносит центр разрушений на более дешёвые детали.

Таким образом, такой выбор типа разъёма существенно сокращает число циклов сочленения приборного разъёма. Даже при аккуратном обращении износ и повреждения неизбежны, и лучше перенести влияние этих факторов на расходные детали.

Полезный совет №1. Как определить тип разъёма (вилка или розетка) с различными конструкциями корпуса? Запомните, что тип коаксиального разъёма определяется по его центральному контакту, независимо от наличия и формы накидных гаек, резьбовых деталей или байонетных фиксаторов.

Полезный совет №2. Лыски, проточенные в цилиндрических деталях защитных переходов, предназначены не только для динамометрических ключей. Они позволяют использовать обычные рожковые ключи, чтобы удерживать разъём от поворота во время затяжки гайки. Следует избегать поворотов разъёма, поскольку это приводит к его износу, и особенно это касается чувствительных СВЧ разъёмов.

Полезный совет №3. Некоторые приборы используют специальные адаптеры, которые могут выступать в роли защитного перехода. Эти специальные адаптеры являются сменной частью приборного разъёма передней панели и могут иметь разные типы ответной части с внешней стороны. Такой подход может физически укорачивать соединение и до некоторой степени повышает механическую прочность благодаря компактной конфигурации. Однако недостаток заключается в том, что специальный адаптер может повредиться, а замены под рукой не окажется.