Conector SMA RF

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El conector SMA es un conector de RF y microondas subminiatura eficaz que tiene una fijación de tornillo para proporcionar una conectividad fiable.

El conector SMA es un conector de RF y microondas subminiatura semiprecisión que se utiliza ampliamente, especialmente para conexiones de RF dentro de sistemas electrónicos para frecuencias de hasta 18 GHz y, a veces, más.

El conector SMA viene en una variedad de formatos, macho, hembra, recto, en ángulo recto, montaje en mamparo y muchos más, lo que le permite cumplir con la mayoría de los requisitos. Su tamaño subminiatura también permite su uso, incluso dentro de artículos relativamente pequeños de equipos electrónicos.

Aunque ahora está bien establecido, es probable que el conector SMA vea su uso extendido, ya que muchos sistemas de RF nuevos ven que sus frecuencias de funcionamiento se extienden bien en la región de microondas.

Cuatro conectores SMA en una PCB
Conectores SMA en una PCB

Aunque los conectores SMA se parecen mucho a los conectores domésticos estándar utilizados para la televisión por satélite doméstica y otras aplicaciones similares. Estos conectores domésticos se llaman conectores coaxiales tipo F y tienen una impedancia de 75 Ω. Tienen un diámetro diferente y no pueden aparearse con los conectores SMA: necesitarían un adaptador especial y luego habría un desajuste de impedancia.

Conceptos básicos del conector SMA

El conector SMA es un conector de cable coaxial subminiatura y toma su nombre de las palabras conector A subminiatura. Encuentra muchas aplicaciones para proporcionar conectividad para conjuntos de RF dentro de equipos donde se requieren conexiones coaxiales. A menudo se utiliza para proporcionar conectividad de RF entre placas, y muchos componentes de microondas, incluidos filtros, atenuadores, mezcladores y osciladores, utilizan conectores SMA.

Los conectores tienen una interfaz de acoplamiento exterior roscada que tiene una forma hexagonal, lo que permite apretarse con una llave inglesa. Hay llaves de par especiales disponibles para permitir que se aprieten a la tensión correcta, lo que permite hacer una buena conexión sin apretarlas demasiado. El par requerido suele ser de 8 pulgadas libras.

Conector SMA macho en ángulo recto con cable
Conector SMA macho en ángulo rectoEl conector RF coaxial SMA fue diseñado originalmente en la década de 1960 por Bendix Scintilla Corporation y Omni-Spectra Corporation. Los primeros conectores SMA fueron diseñados para 141 coaxiales semirrígidos. El conector SMA original era lo que se podía llamar un conector mínimo porque el centro del coaxial formaba el pasador central para la conexión, eliminando la necesidad de una transición entre el conductor central coaxial y un pasador central especial del conector. También tenía la ventaja de que el dieléctrico de cable se llevaba directamente a la interfaz sin huecos de aire. La desventaja del conector era que solo era posible un número limitado de ciclos de conexión / desconexión. Sin embargo, para las aplicaciones en las que se utilizaba un coaxial semirrígido, era poco probable que esto fuera un problema, ya que las instalaciones normalmente se arreglaban después del montaje inicial.

Sin embargo, su uso se extendió a otros cables flexibles, y se introdujeron conectores completos con pasadores centrales. Estos conectores se fabricaron con altos estándares y también permitieron que se realizaran un mayor número de ciclos de conexión / desconexión.

Rendimiento del conector SMA

Los conectores SMA están diseñados para tener una constante de impedancia de 50 ohmios a través del conector. Los conectores SMA fueron diseñados y especificados originalmente para un funcionamiento de hasta 18 GHz, aunque algunas versiones tienen frecuencias superiores de 12,4 GHz, algunas menos y otras se especifican hasta 24 o 26,5 GHz. Los límites superiores de frecuencia más altos pueden necesitar funcionar con una mayor pérdida de rendimiento.

La especificación real de un conector determinado depende en gran medida del fabricante y el tipo: hay varias clases diferentes de calidad / rendimiento disponibles. Siempre es mejor comprobar cuidadosamente las especificaciones del conector

En general, los conectores SMA tienen un coeficiente de reflexión más alto que otros conectores utilizados hasta 24 GHz. Esto surge de la dificultad de anclar con precisión el soporte dieléctrico, pero a pesar de esta dificultad, algunos fabricantes han logrado superar adecuadamente este problema y son capaces de especificar sus conectores para su funcionamiento a 26,5 GHz.

Para los cables flexibles, el límite de frecuencia normalmente está determinado por el cable y no por el conector. Esto se debe a que los cables aceptados por los conectores SMA son pequeños y su pérdida es naturalmente mucho mayor que la de los conectores, especialmente en las frecuencias a las que es probable que se utilicen.

Potencia del conector SMA

La potencia nominal de los conectores SMA puede ser importante en algunos casos. El parámetro clave que determina las capacidades de manejo de energía promedio para los conectores coaxiales acopados es su capacidad de pasar una corriente alta y mantener el aumento de calor a una temperatura moderada.

El efecto de calentamiento resulta principalmente de la resistencia de contacto y esto es una función del área de la superficie de contacto y la forma en que los contactos se unen. Un área clave son los contactos centrales: estos deben estar bien formados y encajados bien. También debe tenerse en cuenta que la potencia media disminuye con la frecuencia porque las pérdidas resistivas aumentan con la frecuencia.

Las cifras para el manejo de la energía de los conectores SMA varían ampliamente entre los fabricantes, pero algunas cifras indican que algunos pueden manejar 500 vatios a 1 GHz cayendo a justo por debajo de los 200 vatios a 10 GHz, pero esto es mucho más alto de lo que muchas personas estarían seguras de pasar a través de ellos.

Detalles mecánicos del conector SMA

El conector SMA utiliza un cañón roscado de 1/4 de pulgada de diámetro y 36 hilos por pulgada.

Conector SMA macho en ángulo recto con cable

El conector macho tiene una tuerca hexagonal que mide 5/16 pulgadas, es decir, 0,3125 pulgadas o nominalmente 8 mm a través de planos opuestos. En consecuencia, se puede usar una llave para una tuerca hexagonal SAE #6. Esto cubre la conexión exterior de acoplamiento del conector macho que entra en contacto con la parte exterior hembra; esto conserva el mismo diámetro interior del conductor exterior a través del conector.

Concepto mecánico del conector SMA macho
Concepto mecánico del conector SMA macho

El conector hembra tiene un barril sin roscas externas que se acoplan con la tuerca hexagonal del SMA macho.

Para la conexión central, el conector macho utiliza un pasador, y la hembra tiene una disposición de la manga que se combina con esto.

El dieléctrico se utiliza para soportar los pasadores centrales y está hecho de politetrafluoroetileno, PTFE. El centro de PTFE de ambas mitades de apareamiento hace contacto y esto conserva la impedancia a través del conector.

Como es estándar en todos los conectores, la asignación de género corresponde al componente eléctrico más interno.

Los conectores SMA generalmente están clasificados para hasta 500 ciclos de apareamiento, pero para lograr esto es necesario fijar correctamente el conector al hacer la conexión. Para ello se requiere una llave dinamométrica de 5/16 pulgadas, establecida en 3 – 5 pulgadas de lbf (0,3 – 0,6 N·m) para latón y 7-10 pulgadas de lbf (0,8 – 1,1 N·m) para conectores de acero inoxidable.

Asegúrese de que al apretar las tuercas del conector, el cuerpo del conector no se mueva. Si lo hace, esto causa un desgaste significativo en las superficies del conector y reduce la vida útil. A veces puede ser fácil girar el cuerpo del conector con la tuerca para apretar manualmente las superficies del conector; se debe resistir esta tentación si es posible.

Para ayudar con el tope adecuado de las tuercas, a veces también se proporcionan planos en el lado del cable del conjunto del conector para que se pueda usar una segunda llave para evitar que gire y dañe la junta del cable.

Una de las claves para mantener el rendimiento y la vida útil de los conectores es la limpieza de las superficies. La suciedad se acumula fácilmente y hará que los contactos se vuelvan imperfectos. También puede causar daños leves en las superficies que con el tiempo degradarán el rendimiento. También es aconsejable inspeccionar y limpiar los residuos sueltos de las superficies internas con aire comprimido o un método similar para eliminar la suciedad y el polvo antes de apareamiento. Esto es de suma importancia cuando estos conectores forman parte de un sistema de análisis de redes vectoriales.

Conectores SMA de polaridad inversa

También hay conectores SMA de polaridad inversa («RP») en los que se intercambian el pasador y la manga; de modo que el RP-SMA «masculino» tiene una manga central rodeada por un cañón con rosca interna, y el RP-SMA «femenino» tiene un pasador central y un cañón con rosca externa. Vea a continuación una descripción más completa.

Resumen del rendimiento del conector SMA

Las características de rendimiento destacadas y las especificaciones del conector SMA se detallan en la siguiente tabla:

 

RESUMEN DE ESPECIFICACIONES DEL CONECTOR RF SMA
PARÁMETRO ESPECIFICACIÓN
Tipo de cable Coaxial
Impedancia 50Ω
Asegurar Ros rosca de 1/4-36
Rango de frecuencia de funcionamiento máximo A menudo de 0 a 18 GHz, pero algunos fabricantes afirman que hasta 24 GHz o 26,5 GHz
Método de apriete tuerca hexagonal de 8 mm en el conector macho
Par de apriete Típicamente 3 – 5 in·lbf (0,3 – 0,6 N·m) para latón, y 7-10 in·lbf (0,8 – 1,1 N·m) para conectores de acero inoxidable
Diseño de vida 500 ciclos de apareamiento, pero se necesita cuidado para mantener limpias las superficies de apareamiento.

Formatos de conectores

El conector SMA está disponible en una variedad de formas. Los enchufes están disponibles en formatos rectos y en ángulo recto y los enchufes están disponibles como entrada de cable o contactos de soldadura central de un solo pin. Por lo general, los tipos de entrada de cables tienen una sola fijación por tuerca para permitir que se conecten a un panel. También pueden ser conectores libres. Los tipos de pasador central tienen una capacidad de fijación de dos o cuatro tornillos para permitirles fijarse a un panel.