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Se lavori con segnali analogici a frequenze superiori all'audio più elementare, è probabile che da qualche parte avrai una scatola di adattatori coassiali. Ne avrai bisogno, perché è probabile che il tuo banco sia dotato di strumenti, dispositivi e moduli con una sconcertante varietà di connettori. Nel far dialogare tra loro tutti questi dispositivi disparati probabilmente hai un passato colpevole: prima o poi avrai creato un mostro empio di un'interfaccia coassiale collegando insieme diversi adattatori per ottenere la combinazione desiderata di connettore di ingresso e di uscita. Non preoccuparti, il tuo segreto è al sicuro con me.

Esistono numerosi fattori alla base della scelta del connettore RF su un'apparecchiatura. Si potrebbe immaginare che la più importante siano le specifiche fisiche ed elettriche del connettore stesso, ma entrano in gioco altri fattori come la politica di progettazione aziendale, la norma accettata in un particolare campo e le preferenze personali del progettista. Questo articolo esaminerà alcuni dei diversi tipi di connettore e proverà a spiegare alcune di queste scelte.

Prima di esaminare i singoli connettori, vale la pena considerare il quadro molto più ampio, ovvero cosa fa un connettore RF e perché è progettato in un modo particolare. E per questo occorre parlare brevemente dell'impedenza caratteristica senza scendere troppo nelle dimostrazioni matematiche che attanagliano gli studenti del primo anno di ingegneria elettronica.

Quindi, immagina un pezzo di cavo coassiale infinitamente lungo con la RF che scorre attraverso di esso. Se dovessi misurare in modo non invasivo la tensione e la corrente RF, potresti quindi calcolare un'impedenza in ohm in modo simile alla resistenza in un circuito CC. In un pezzo perfetto di cavo coassiale teorico questa cifra di impedenza sarà la stessa indipendentemente dalla frequenza o dalla tensione RF; dipende dalle proprietà fisiche del cavo coassiale stesso, dalle dimensioni dei conduttori e dalle proprietà dielettriche dei suoi componenti non conduttori.

Se colleghi qualcosa al coassiale nel paragrafo precedente, deve essere progettato per presentare la stessa impedenza dell'impedenza caratteristica del coassiale. Se viene presentata un'impedenza diversa, parte della RF verrà riflessa lungo il cavo coassiale, l'impedenza totale del sistema verrà modificata e si verificherà una perdita di segnale. Dal punto di vista del segnale RF quindi, qualsiasi cosa a cui ti colleghi dovrebbe sembrare elettricamente solo più coassiale.

Ecco in poche parole il problema che devono affrontare i progettisti di connettori RF: garantire che il loro prodotto abbia in tutte le sue parti esattamente la stessa impedenza del cavo coassiale che sta collegando. Elettricamente deve sembrare che il connettore non sia presente: un pezzo ininterrotto di cavo coassiale alla frequenza di funzionamento desiderata.

Per ottenere questa perfetta corrispondenza di impedenza, il progettista di un connettore RF deve garantire che il diametro interno del guscio esterno, il diametro del conduttore centrale e le proprietà dielettriche dell'isolante siano tali che in tutti i punti del percorso del segnale l'impedenza caratteristica è la stessa. Se vedeste a metà nel senso della lunghezza un tipico connettore RF ad alte prestazioni, lo vedreste in azione: è stata posta grande attenzione per raggiungere questo obiettivo.

Vale la pena ricordare però che a volte questo obiettivo di impedenza costante non è stato perseguito. I connettori più diffusi hanno l'abitudine di rimanere in uso per molti decenni, quindi alcuni che incontrerai come la presa dell'antenna Belling-Lee sui televisori europei o il "UHF", ora impropriamente chiamato, che vedrai sulle radio HF sono progetti veramente vecchi concepiti prima che il meccanismo dell'impedenza caratteristica fosse pienamente compreso. O nel caso del connettore fono “RCA”, un design altrettanto vecchio le cui radici affondano nell’audio e le cui proprietà RF non interessavano ai suoi creatori.

Esistono una miriade di stili di connettori coassiali, sia obsoleti che ancora sul mercato. Alcuni di essi hanno applicazioni molto specifiche mentre altri sono destinati ad un uso generale. Fortunatamente di quell'enorme catalogo solo pochi stili sono diventati abbastanza popolari da poterli incontrare comunemente, quindi quando diamo un'occhiata ai singoli connettori in dettaglio dobbiamo solo considerare alcuni esempi.