BNCコネクタ：設計、タイプ、およびアプリケーション

BNC Coaxコネクタは、無線周波数（RF）システムの主要な部分であり、その単純さと信頼性について評価されています。使いやすく、うまく機能しているため、人気があり、オシロスコープ、オーディオジェネレーター、電源メーター、機能ジェネレーターなどのデバイスで一般的な選択肢となっています。もう1つの機能は、接続を安全に保ち、信号の品質に影響を与える可能性のある小さな動きのために緩みを防ぎ、その銃剣のロックメカニズムです。また、BNCコネクタは一貫したインピーダンスを維持し、信号損失と反射を減らします。この記事では、さまざまな種類のBNCコネクタ、設計、それらを組み立て、他のコネクタと比較する方法を詳しく見ていきます。

カタログ

図1：BNCコネクタ

BNC開発

BNC（Bayonet Neill-Concelman）コネクタは、1940年代後半に作成され、デバイスが小さくなったため、電子機器の問題を解決しました。BNCの前は、N型やCタイプのような大きなコネクタが一般的でしたが、最新のニーズには大きくなりすぎていました。

「BNC」という名前は、そのデザインとその発明者から来ています。「B」は「Bayonet」を表し、特別なツールなしで簡単に接続して切断できるようにするツイストアンドロックメカニズムを指します。「N」と「C」は、それを開発したエンジニアであるポール・ニールとカール・コンセルマンの立場です。

BNCコネクタは、特にコミュニケーションと放送において、第二次世界大戦後の技術の急速な変化に追いつくように作られました。その耐久性と使いやすさにより、通信や航空宇宙など、多くの分野で人気がありました。

長年にわたり、BNCコネクタはテクノロジーの進歩に合わせて更新されてきました。それは最初に軍隊のために作られましたが、後に商業電子や家電でも一般的になりました。新しいコネクタが開発されていますが、BNCは依然として強力な高周波接続に使用されており、軍事電子と家電の両方で永続的な価値を示しています。

BNCコネクタの種類

標準50オームおよび75オームBNCコネクタ

これらはさまざまな種類の道路のように考えることができ、それぞれがさまざまな速度と交通条件のために構築されています。50オームのコネクタは、高速高速道路のようなもので、より高速なデータ信号とより高い周波数（最大4 GHz、または10 GHz）を処理します。75オームバージョンは、通常の都市道路のようなもので、テレビケーブルやデータ信号が遅いものによく使用されます。

図2：50オームBNCコネクタ

図3：75オームBNCコネクタ

高電圧BNCコネクタ

これらのコネクタは、最大500ボルトを処理するために作られています。これらは、科学的ラボや産業環境など、高電圧信号が一般的な業界で使用されています。

図4：高電圧BNCコネクタ

腐食耐性BNCコネクタ

錆や水分による損傷に耐えることができる材料で作られたこれらのコネクタは、湿潤または腐食性の環境で使用するのに適しています。それらはしばしばステンレス鋼またはニッケルから作られ、長持ちします。

図5：耐腐食性BNCコネクタ

ミニチュアおよびマイクロBNCコネクタ

デバイスが小さくなるにつれて、より小さなコネクタが必要です。ミニチュア（MBNC）およびマイクロ（µbnc）コネクタは標準のBNCのように機能しますが、はるかに小さくなります。これらは、特に通信と航空宇宙、小さな電子機器やモバイルデバイスで使用されます。

図6：MBNCコネクタ

ツインBNCコネクタ（Twinax）

これらのコネクタは、2つのBNCを1つのユニットに組み合わせ、2つの個別の信号チャネルが必要な場合に役立ちます。これらは、信号を分離または分離する必要があるシステムでよく使用されます。

図7：ツインBNCコネクタ

三軸BNCコネクタ

これらのコネクタは、他の電子信号からの干渉から保護するために特別なシールドを提供します。これらは、科学的検査または環境で高い電磁干渉を伴う環境で使用され、明確な信号を確保します。

図8：三軸BNCコネクタ

BNC形式

プラグとソケット：BNCコネクタの最も基本的で一般的な形式は、プラグとソケットで構成されています。多くの場合、男性コネクタと呼ばれるプラグは、ソケットまたはメスコネクタに挿入されます。これらのコネクタは、ツールを必要とせずに信頼性の高い接続を提供するバヨネットロックメカニズムを使用して、簡単で迅速な接続と切断のために設計されています。プラグはケーブルで頻繁に使用されますが、ソケットはデバイスとパネルにあります。

アダプター：BNCアダプターは、さまざまな種類のケーブルやデバイス間の接続を有効にすることにより、システム設計の柔軟性を可能にします。アダプターには、男性から男性、女性から女性と混合の性別構成など、さまざまな形があります。BNCからSMA（サブミニチュアバージョンA）または他のRFコネクタなど、さまざまなコネクタタイプ間を変換できます。

減衰器：特定のアプリケーションでは、特に高出力レベルがパフォーマンスを歪める可能性のある機密RFシステムでは、信号強度を制御する必要があります。BNCの減衰器は、信号強度を目的のレベルに減らし、信号の流れの制御を改善し、機器の損傷または干渉を防止することで役立ちます。

BNC設計のバリエーション

ストレートBNCコネクタ： ストレートコネクタは最も簡単なデザインであり、そのシンプルさと設置の容易さに好まれます。それらは、ケーブルが接続ポイントから直接外側に伸びることを可能にし、スペースの制約が問題にならないセットアップに最適です。それらの直接的なパスは、信号損失を最小限に抑え、RF伝送の完全性を保存します。

図9：ストレートBNCコネクタ

右角BNCコネクタ： 右角度BNCコネクタは、密に詰め込まれた電子ラックや壁に対して配置された機器の後ろなど、スペースが制限されているアプリケーション向けに設計されています。これらのコネクタは狭いスペースで有用ですが、信号経路方向の変化により、わずかな量の信号分解を導入する場合があります。ただし、この信号損失は最小限であり、システム設計で補償できます。

図10：右角BNCコネクタ

パネルマウントコネクタ： 一部のシステムでは、パネルやエンクロージャーに取り付けることができるコネクタが必要です。これらのパネルマウントBNCコネクタは、フランジまたはナットで設計されており、それらを所定の位置に固定し、機器に安定した安全な接続ポイントを提供します。設計に応じて、信号の完全性を改善するための強化された接地またはシールド機能を提供する場合があります。

図11：パネルマウントコネクタ

さまざまなタイプのメスBNCコネクタ

ソケットとも呼ばれる雌のBNCコネクタは、接地とシールドのさまざまなニーズを満たすためにさまざまなタイプがあります。これらの違いは、信号を強力に保ち、システムが無線周波数（RF）セットアップでうまく機能することを確認するために重要です。

シングルナットコネクタ： このスタイルは、信号のインピーダンス（抵抗）を接地して一致させる低周波システムに使用されます。インストールは簡単で、高精度を必要としない簡単な用途に適した選択肢になります。

図12：シングルナットコネクタ

高周波コネクタ： より高い周波数で動作するシステムでのより複雑な用途のために、雌のBNCコネクタは、インピーダンスに合わせて信号の品質を高く保つためにより多くの注意を払って作られています。これらの高周波設計には、追加の接地部品が含まれるか、特別な材料を使用して干渉を削減し、信号を透明に保つことができます。これらの場合、インピーダンスの小さな不一致でさえ、信号を反射または弱体化させる可能性があるため、これらのコネクタは可能な限り最高のパフォーマンスを確保するために構築されます。

図13：高周波コネクタ

BNCコネクタを組み立てる方法は？

•適切なコネクタとケーブルを選択します

正しいBNCコネクタと同軸ケーブルを選択することから始めます。コネクタのインピーダンス（通常は50または75オーム）がケーブルに一致することを確認してください。また、組み立て方法を決定します：クリンプ、圧縮、またははんだ。各方法には異なるツールが必要なので、最適なツールを選択してください。

•ケーブルを準備します

適切な接続には慎重なケーブル準備が必要です。同軸ケーブルストリッパーを使用して、外側のカバー、絶縁層、およびシールドを取り外します。これにより、内側のワイヤーが明らかになり、コネクタの準備が整います。コネクタの指示から長さのガイドラインに従って、シールドメッシュを折りたたみます。

•コネクタを取り付けます

クリンプ方法：クリンプフェルールをケーブルにスライドさせ、ケーブルをコネクタに挿入します。内側のワイヤは、コネクタの先端から突き出ているはずです。フェルルを上にスライドさせ、クリンプツールを使用してケーブルの外層に固定します。

圧縮法：断熱材がコネクタの内側のポストを使用するまで、ケーブルをコネクタに押し込みます。圧縮ツールを使用して、コネクタをケーブルに締めます。

はんだ方法：ケーブルを準備した後、コネクタに挿入します。中央のピンを内側のワイヤにはんだ付けします。場合によっては、ケーブルのシールドにコネクタ本体をはんだ付けする必要がある場合があります。

•接続をテストします

コネクタが接続されたら、接続をテストして、機能していることを確認します。ケーブルテスターまたはマルチメーターを使用して、ショートパンツまたは接続不良をチェックし、システムのニーズをすべて満たすようにします。

•最終的なタッチ

余分な保護のために、コネクタがケーブルを満たしている領域で熱収縮チューブを使用します。これにより、接続が保護され、より洗練された外観が得られます。

圧縮腺とクリンプ法

圧縮腺法

BNCコネクタをまとめるための圧縮腺法は非常に柔軟であり、小規模またはカスタムプロジェクトに適しています。多くの場合、精度、柔軟性、簡単なアセンブリが必要な場合に選択されます。

この方法では、はんだ付けされたピンを使用して、同軸ケーブルの中心を接続します。その後、腺はケーブルのシールド（編組）と外側のカバーを所定の位置に保持します。腺からの圧縮は、緊密なフィット感を生み出し、高周波の使用のために信号を強く保つために良好なシールドと適切な接地を提供します。

利点の短所

圧縮腺法はさまざまなケーブルサイズに適合し、さまざまな種類のケーブルを使用したプロジェクトに多用途になります。大規模な生産ジョブのような他の方法ほど速く、一貫していない場合があります。

クリンプ方法とは異なり、このアプローチは特殊なツールを必要としません。はんだ鉄やレンチなどの基本的なツールで十分です。迅速で大量のコネクタ生産のために、クリンプ方法がより良い選択かもしれません。

特殊なツールが不要で、生産量が少ないラボ、カスタムビルド、または小規模プロジェクトに適しています。圧縮腺法には、繰り返しタスクの品質に影響を与える可能性のある圧着など、より標準化された方法によって提供される一貫性がない場合があります。

クリンプ方法

クリンプ方法は、高速で信頼性の高い均一な接続が必要な大きなプロジェクトに最適な選択です。特別なツールを使用して、センターピンとケーブルの両方を強く固定して、強力で一貫した接続を行います。

どのように機能しますか？まず、同軸ケーブルを剥がして、中央の導体とシールドを明らかにします。次に、ピンが中央の導体に圧着され、編組と外側の覆いの上に金属の袖が圧着されます。クリンプツールは、バイブレーションやストレスなどの困難な条件を処理できる安全で長期にわたる接続を確保するために、適切な圧力を適用します。

利点	短所
クリンプ方法は時間を節約し、それを作成します 大量生産やテレコムのような大規模な設備に最適です。 放送、または大きなネットワーキングセットアップ。	特定のツールと慎重なケーブルが必要です 準備。適切なツールや適切な準備がなければ、それは 信号の質を損なうか、失敗を引き起こす接続が不十分です。
圧着接続は耐久性があります 信頼性が高く、信号損失や接続の緩みの可能性を減らします。	誤った圧着は悪いことにつながる可能性があります 接続では、信号の劣化または運用上の障害をもたらす可能性があります。
圧着ツールは高速で生成されます 一貫した結果は、品質と 均一性の問題。	潜在的により高い初期コスト 特殊なツールの必要性。

BNC、SMA、RCAコネクタの比較

コネクタタイプ	に最適です	接続タイプ	利点	一般的な用途
BNC	プロフェッショナルで高解放性の仕事	ツイストアンドロック	強く、安定した、安全な接続	テレビスタジオ、医療機器、 放送
RCA	毎日の家電	プッシュイン	使いやすく、手頃な価格	ホームオーディオ/ビデオシステム、消費者 エレクトロニクス
SMA	高周波、高度なシステム	ねじ込み	非常に高い周波数、小さなサイズを処理します	衛星システム、電子レンジ コミュニケーション

図14：BNC、SMA、およびRCAコネクタ

BNCコネクタとのケーブル互換性

BNCコネクタは汎用性が高く、多くの種類の同軸ケーブルで動作します。BNCコネクタで使用されるいくつかの一般的なケーブルには、RG-59、RG-6、およびRG-11が含まれます。

RG-59は、より短い距離に最適で、CCTVシステムなどのアナログビデオアプリケーションで頻繁に使用されます。比較的薄いデザインにより、タイトなスペースに簡単にインストールできますが、ロングケーブルの実行を必要としない低周波信号とアプリケーションに最適です。

RG-6はRG-59よりも強く、信号品質が高くなっています。デジタルビデオ伝送とインターネット接続で使用されます。断熱性が厚く、より高い周波数を処理する能力により、より堅牢なパフォーマンスを必要とするセットアップの選択肢となります。

RG-11は、長距離にわたって信号の完全性を維持する能力で知られています。RG-11は、高解像度テレビ放送、衛星設置、および通信システムに優先オプションです。直径が厚くなると信号損失が減少し、品質を犠牲にすることなく長いケーブルの実行が必要な状況に最適です。BNCコネクタは異なるケーブルで動作できるため、家庭用およびプロの両方の設定で使用されます。この柔軟性により、自宅の電子機器から専門的な技術セットアップまで、多くの状況でそれらを役立ちます。

図15：BNCコネクタとのケーブル互換性

結論

この記事では、BNCコネクタが最新の電子機器および通信システムで果たす重要な役割を強調しています。基本的なタイプや設計から、より複雑なアセンブリテクニックまで、すべてをカバーし、さまざまな状況で強力で干渉のない接続を作成するためのこれらのコネクタがどれほど柔軟で重要であるかを示しています。他のコネクタとの比較は、BNCコネクタがブロードキャストや医療機器などの信頼できる用途に選択されることが多い理由を示しています。ケーブルの互換性の議論は、さまざまなケーブルタイプの実用的で適応性のあるBNCコネクタがどれほど実用的かつ適応可能なものであるかを示しており、多くの設定でうまく機能するのに役立ちます。全体として、この記事はより良い理解を提供し、RFテクノロジーの急速に変化する世界でシステムのパフォーマンスと信頼性を向上させるための適切なBNCコネクタを選択するための有用なガイドとして機能します。

よくある質問[FAQ]

1. BNCコネクタを再利用できますか？

BNCコネクタは、体調が良くなり、電気的完全性を維持する場合、再利用できます。再利用性を決定する主な要因は、コネクタボディとピンに物理的な損傷がないこと、および交尾するときに安全で安定した接続を維持する能力です。BNCコネクタを再利用する前に、曲がったピン、摩耗または損傷した糸、および接続を損なう可能性のある摩耗や損傷の兆候については、検査してください。

2. BNCアダプターとは何ですか？

BNCアダプターは、BNCコネクタと他のタイプのコネクタ間のインターフェースに使用されるデバイスです。これは、橋渡しとして機能し、互換性を可能にし、既存のケーブルセットアップの機能を拡張します。一般的なタイプには、BNCからSMA、BNCからNタイプ、または男性から雌のBNCコネクタへの性別を変えるアダプターが含まれます。

3. BNCスプリッターとは何ですか？

BNCスプリッターは、単一のBNC入力を複数の出力に分割するために使用され、信号を複数のデバイスに分散させることができます。ビデオアプリケーションで使用されています。ここでは、単一のカメラフィードを複数のモニターまたは録音装置に送信する必要があります。スプリッターは、劣化を避けるために、信号の帯域幅と周波数を処理できる必要があります。

4. BNCの男性と女性のコネクタとは何ですか？

BNCの男性コネクタは、中央の金属ピンと、それを雌のコネクタに固定するために使用される銃剣ラグを備えた回転リングによって特徴付けられます。対照的に、雌のBNCコネクタは、オスのピンとスロットの容器を備えており、オスのコネクタの銃剣ラグに対応しています。この設計により、安定した信頼性の高い同軸接続を保証しながら、迅速な接続と切断が可能になります。

5. BNCコネクタを使用して送信できる最大周波数はどれくらいですか？

BNCコネクタを使用して効果的に送信できる最大周波数は、通常、最大4 GHzです。ただし、実際の使用可能な周波数範囲は、コネクタの特定の設計と品質に依存する可能性があります。高品質のBNCコネクタは、この範囲の上端で周波数を処理できますが、標準タイプは最大2 GHzのより使用されます。より高い周波数を必要とするアプリケーションの場合、高周波数でのパフォーマンスが向上するため、SMAやNタイプなどのコネクタが推奨されます。