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什么是同轴连接器？
同轴连接器是一种电子元件。人们通常称它为同轴连接器或同轴插头。它的工作很简单：将一种特殊的电缆——同轴电缆，连接到设备上，或者将两根同轴电缆连接在一起。这个连接器非常重要，必须制造精良，因为它需要保护电缆内的信号，还要确保信号传输快速且清晰，以免数据丢失。
理解同轴电缆
我们首先必须了解同轴电缆。连接器是专为这种电缆设计的。同轴电缆是一种特殊类型的电线，它不仅仅是几根线扭在一起。它有四层，这四层及其排列方式非常重要。
第一层：中心导体
这根线位于最中间，通常是实心铜线，或者是镀铜钢线。这是信号的传输路径。电信号通过这个导体传输。
第二层：介电层（绝缘层）
介电层位于中心导体外面，由塑料或泡沫材料制成。它的作用是包裹中心导线，防止中心导线接触到下一层外层。这个绝缘层非常重要，因为它必须保持中心导体与外层导体之间在各处的距离一致。
第三层：屏蔽层
屏蔽层位于介电层外部，通常由金属编织网或铝箔制成。屏蔽层就像保护盔甲一样，其作用是保护内部信号。外部有大量电干扰，这些干扰可能破坏信号。屏蔽层阻挡外部干扰，同时防止信号泄漏。
第四层：护套
护套是最外层，通常是厚塑料或橡胶制成。其作用是保护内部各层，防止水、灰尘或外力损坏电缆。这四层协同工作，信号在中心导体与屏蔽层之间传输。这种结构可以传输非常高频的信号，并保持信号非常清晰。
同轴连接器的作用
同轴连接器的主要作用是将电缆内的信号完美输出。
电缆必须连接到电视、或广播发射器、或测试设备。不能只是将电缆末端用胶带固定到设备上。你需要连接器。
连接器是一个桥梁，它完美地将电缆的四层连接到设备的接口。它必须完成两件主要任务。
第一：物理连接
连接器必须将电缆内部的中心导体精确连接到设备的中心接触点，然后将电缆外层屏蔽精确连接到设备的金属外壳。这种连接必须非常紧密，因为它不能移动或断裂。
第二：信号阻抗匹配
这是最重要的工作。连接器必须保持信号的“阻抗”一致。
阻抗就像信号在电缆中传输时感受到的电阻。同轴电缆通常阻抗为50欧姆或75欧姆。
连接器必须确保其自身阻抗也为50欧姆或75欧姆。如果电缆阻抗是50欧姆，而连接器阻抗突然变成100欧姆，那么信号就会出现严重问题。
信号在传输中遇到阻抗变化，就像波浪撞到墙壁。部分信号会“反弹”，称为“反射”。反射信号向回传输，并且与前向信号混合，所以信号变弱并导致错误。
一个好的同轴连接器可以保持电缆的阻抗稳定，所以信号不会反弹，并能快速远距离传输。
连接器结构
连接器看起来像一小块金属，但内部有许多精密部件，同时必须有与电缆四层相对应的结构。
中心针
中心针是连接器的最中间部分，通常镀金，因为金导电性能很好。其作用是连接电缆的中心导体。中心针必须非常直且光滑，可作为公头（插头）或母头（插座）。
绝缘体
绝缘体是由塑料或陶瓷制成的小环，用于保持中心针与外金属壳分离，确保针与壳永不接触。绝缘体的材料和尺寸非常重要，因为它直接控制连接器的阻抗。
外壳
外壳是连接器最大部分，通常由黄铜制成，带有螺纹或卡合机构，用于连接电缆屏蔽层，并提供强度和物理保护。连接器安装后，外壳成为信号屏蔽的一部分。
卡合机构
卡合机构位于外壳，用于将连接器锁定到设备上。它可以是螺纹或快锁机构。
一些连接器使用螺纹，需要旋紧。螺纹连接非常紧密，所以稳定可靠。另一些使用快锁，只需推入并旋转四分之一圈即可锁定。快锁连接速度快，但稳定性不如螺纹。
整个连接器设计非常精密，必须确保电缆的每一层都完美连接到对应部件，并保证阻抗不发生变化。
为什么阻抗是关键问题
阻抗的概念比较难，但它是连接器最关键的部分。阻抗以欧姆为单位。同轴系统设计有两种主要阻抗：50欧姆或75欧姆。
50欧姆系统
50欧姆是几乎所有数据通信的标准，包括无线电、Wi-Fi、手机网络及大多数测试设备。选择50欧姆是因为它平衡了电缆的功率承载能力和信号损耗，对于天线信号传输非常重要。
75欧姆系统
75欧姆是视频信号的标准，包括有线电视、卫星信号及老式模拟视频系统。选择75欧姆是因为它在长距离传输中信号损耗最小，保证家庭视频清晰。
电缆、连接器和设备必须匹配。如果使用50欧姆电缆配75欧姆连接器，系统将无法正常工作。
连接器是阻抗最可能出问题的地方。因为电缆的屏蔽层和中心导体在连接器内小空间中相对位置变化。如果内部绝缘体太薄，阻抗会下降；太厚，阻抗会上升。
错误连接会导致“信号反射”，信号遇到不匹配部分，然后部分信号反弹。反弹信号会抵消前向信号，所以整体信号强度下降，并导致数字信号失真和错误。
工程师用VSWR（电压驻波比）来测量。如果VSWR低，说明阻抗匹配良好，信号损失低；VSWR高，说明阻抗不匹配，信号严重反弹。连接器必须设计得使VSWR尽可能低，保证阻抗完全稳定。
常见同轴连接器类型
同轴连接器有很多类型，按尺寸、连接方式或频率使用命名。它们的共同目标是保护信号并匹配阻抗。
BNC连接器
BNC连接器非常常见，使用快锁机构。推入并旋转四分之一圈即可锁定，连接与断开都很快。
BNC常用于视频监控系统，也用于测试设备，如实验室连接示波器。一般用于4GHz以下信号。
SMA连接器
SMA是“Sub-Miniature A”的缩写，使用螺纹连接。体积小，但非常可靠，需要旋紧，抗震动性能好。
SMA主要用于无线通信，例如Wi-Fi天线、手机信号放大器或卫星通信，适合高频信号，可达18GHz及以上。
N型连接器
N型较大，也为螺纹连接器，设计坚固，可承受高功率，常用于户外防水。
用于大型天线系统，包括广播塔或雷达装置，可承受高功率并适应高频信号，最高可达18GHz。
TNC连接器
TNC外形类似BNC，但使用螺纹连接，比BNC更稳定，适合高振动环境，并可用于比BNC更高的频率。
F型连接器
F型是家用最常见的，用于电视、有线电视或卫星接收器。
F型结构简单，制造成本低，广泛用于民用和消费类应用。阻抗为75欧姆，为电视信号标准。
其他类型
还有SMB、MMCX、QMA等类型，有的适合小尺寸，有的适合快速连接，但核心设计一致，都必须保持同轴电缆的阻抗。
正确安装连接器
购买优质同轴连接器只是第一步，还必须正确安装在电缆上，因为只有正确安装才能正常工作，错误安装会导致严重信号问题。
步骤一：剥线
首先是剥线，需要使用专用工具。必须按照精确长度剥离电缆四层，中心导体裸露适当长度，介电层保留，屏蔽层适当暴露。如果剥得太短或太长，连接器将无法正常工作。
步骤二：安装中心针
然后将中心针连接到中心导体上。有些需要焊接，有些需要压接，但都必须保证良好电接触，这是信号主通路。
步骤三：压接与固定
最后使用专用压接工具，将连接器外壳紧紧压在电缆护套和屏蔽层上。压接必须非常紧密，固定屏蔽层并确保屏蔽层与连接器外壳良好电接触。
错误安装的后果
错误安装会带来多种问题：
- 屏蔽失败：如果屏蔽未完全连接到连接器，外部干扰会进入电缆，所以信号质量很差。
- 阻抗不匹配：如果剥线不正确，介电层暴露长度错误，那么电缆与连接器接触处阻抗突然变化，信号严重反射，数据传输速度变慢。
- 物理移动：如果连接器未旋紧或压接不够，可能移动，引起信号断续。
优质同轴连接器和正确安装保证信号安全，所以专业安装人员会非常小心。
同轴连接器体积小，但在现代通信中非常重要。它不仅仅是物理连接，还承担阻抗匹配的任务，确保信号路径从电缆到设备阻抗连续，所以信号可以快速远距离传输。
