Différence entre adaptateur BNC 75 ohms et 50 ohms

Les connecteurs et câbles BNC existent principalement en 50 ohms et 75 ohms, deux impédances distinctes destinées à des usages différents en radiofréquence, vidéo et transmission de données. Bien que visuellement similaires, ces deux standards ne sont pas interchangeables sans compromis, et leur bon choix est essentiel pour garantir une qualité de signal optimale, une faible perte et une fiabilité à long terme.

Les bases : qu'est-ce que l'impédance caractéristique ?

Les câbles coaxiaux de 50 Ohms et 75 Ohms sont identifiés en fonction de leur impédance mesurée en Ohms, l'unité qui mesure la résistance électrique. Les signaux de radiofréquence qui sont transmis le long de ces câbles transportent un courant alternatif (CA) plutôt qu'un courant continu (CC). Avec les signaux AC, l'amplitude et la phase du signal transmis sont contrées et contenues par le câble lorsqu'il s'écoule sur toute sa longueur. L'impédance nominale d'un câble coaxial comprend donc: Résistance, Inductance et Capacité. Le câble coaxial est spécialement conçu pour prendre en charge la transmission du signal et est structuré pour équilibrer la résistance, la capacité et l'inductance pour des performances constantes dans les circuits de radiofréquence.

Pourquoi 50 Ohm et 75 Ohm ?

L'utilisation de 50 et 75 ohms comme impédances caractéristiques standard pour les câbles coaxiaux pour la plupart des applications de radiofréquence est essentiellement un compromis pour une gestion optimale de la puissance et la perte de signal la plus faible possible. Ces impédances clés ont été identifiées grâce à des tests approfondis au début du 20e siècle. Ces expériences ont révélé que bien qu'une excellente tension et une excellente gestion de la puissance puissent être obtenues avec un câble de 30 ohms, l'atténuation la plus faible a été obtenue avec un câble coaxial de 77 ohms. Un câble coaxial de 50 Ohms aurait donc un bon profil de tenue en puissance ainsi qu'une faible atténuation. Au cours des décennies suivantes, le câble coaxial de 50 ohms s'est imposé comme la principale solution pour les câbles avec une bonne tenue en puissance.

Applications typiques des deux impédances

Il est essentiel de vérifier l’impédance requise par l’équipement. Les connecteurs BNC 50 Ohm sont utilisés avec les câbles 50 Ohm. Les connecteurs 75 Ohm sont utilisés avec les câbles 75 Ohm. Les applications BNC de 75 Ohm se situent principalement dans les domaines de : Satellite, téléviseurs haute définition et récepteur de télévision par câble. Les câbles/connecteurs BNC de 75 ohms sont utilisés lorsqu'une faible perte de signal est particulièrement importante. Les câbles/connecteurs de 50 ohms fonctionnent bien avec les anciens formats vidéo analogiques. Le câble coaxial de 75 ohms est souvent préféré pour les applications de diffusion audio et vidéo numériques, notamment : Antennes paraboliques à diffusion directe, Antennes de télévision haute définition (TVHD) en direct. Le câble coaxial de 75 ohms est donc important pour des applications telles que la transmission vidéo sur de longues distances.

Applications et types courants de câbles coaxiaux

Le câble coaxial RG-179 utilise le type de connecteur BNC de 75 ohms et est utilisé dans des situations à haute température. Il est spécialement conçu pour les environnements à haute température: avec une gaine extérieure scellée TFE. Il peut facilement résister à des températures allant jusqu'à 200 degrés Celsius. Le RG-179 est largement utilisé dans des applications d'environnement à haute température telles que: Équipement médical dans les hôpitaux et les cliniques, Caméras de sécurité vidéo à des fins de sécurité, Systèmes de sécurité audio.

Le câble coaxial RG-59 est utilisé pour transmettre des signaux vidéo d'une caméra de vidéosurveillance à la salle de contrôle. Les câbles coaxiaux RG-59 utilisent un connecteur BNC de 75 Ohm. Le câble coaxial RG58 utilise un connecteur BNC de 50 ohms et il a une large gamme d'applications en raison de ses performances. Ce câble est moins cher. Le câble coaxial RG-174 utilise également un connecteur BNC de 50 ohms, il est très mince et a de larges applications dans les antennes de navigation GPS des voitures et de nombreux véhicules. Le câble coaxial RG-213 dispose également d'un connecteur BNC de 50 ohms, et il est utilisé là où une puissance élevée est nécessaire: le RG-213 peut gérer 1000 watts et plus.

Différences électriques et pratiques entre 50 Ohm et 75 Ohm

Un câble coaxial se compose d’un conducteur interne. Autour de celui-ci se trouve une couche isolante (diélectrique) et un conducteur extérieur concentrique. Le tout est généralement entouré d’une autre couche isolante (gaine). L'impédance caractéristique de la source (émetteur) et du puits (récepteur) doit correspondre à celle du câble et des connecteurs. Les câbles coaxiaux 50 Ohm et 75 Ohm se différencient par leur impédance, leur capacité, et leur comportement en atténuation et tenue en puissance. Le câble coaxial 75 ohms présente des pertes plus faibles que le câble coaxial 50 ohms et présente de meilleures caractéristiques de transmission électrique, capable de parcourir de plus longues distances tout en conservant la qualité du signal. Le câble coaxial 75 ohms a une capacité inférieure à celle du câble coaxial de 50 ohms et garantit que l'ensemble de la transmission numérique descend la ligne avec un minimum de perte et de distorsion.

Câble 75 Ohm et transmissions numériques

Le câble de 75 ohms est souvent perçu comme un type de câble hérité, mais il a une utilité et une demande surprenantes pour la transmission de signaux numériques. Les signaux numériques ont une forme d'onde nettement carrée par rapport aux ondulations sinusoïdales lisses des ondes analogiques. Les câbles à haute capacité peuvent fausser la transmission des signaux numériques, diminuant la distinction entre les pics et les creux étagés, mais le câble coaxial de 75 ohms s'est avéré très utile pour les transmissions numériques car il a une capacité inférieure à celle du câble coaxial de 50 ohms et garantit que l'ensemble de la transmission numérique descend la ligne avec un minimum de perte et de distorsion.

Connecteurs BNC : caractéristiques et compatibilité

Le connecteur BNC (Bayonet Neill-Concelman connector) est un connecteur électrique utilisé en terminaison de câble coaxial, en particulier dans le domaine radio-fréquence et les signaux vidéo. Le connecteur femelle dispose de deux cosses qui se verrouillent positivement ou en marche arrière d'un quart de tour pour se connecter ou se déconnecter rapidement. Les connecteurs ont en grande partie un corps en laiton, ils peuvent être plaqués or pour une utilisation externe afin d'augmenter la durabilité et nickelés pour se terminer sur une carte de circuit imprimé soudée. Les connecteurs sont légers et fiables. La terminaison d'un câble coaxial au connecteur peut se faire soit par serrage, soit par sertissage.

Les connecteurs BNC sont disponibles dans une variété d'impédance de 50 Ohms et 75 Ohms, pour s'adapter à la terminaison avec les exigences d'impédance de câble et d'équipement correspondantes. Les connecteurs de 75 Ohms sont configurés pour utiliser des signaux de fréquence allant jusqu'à 2 GHz. Les connecteurs de 50 Ohms conduisent des signaux jusqu'à 4 GHz. Les connecteurs mâles et femelles sont fendus et utilisent un matériau diélectrique en plastique qui augmente la perte de signal au-dessus de 4 GHz, c'est la raison de leur fréquence nominale relativement modérée. Les connecteurs 75 Ohms et 50 Ohms peuvent être interchangés sans perte significative de performances et sans endommager les connecteurs - toutefois le mixage ne vous donnera pas le meilleur rendement.

Différences mécaniques entre connecteurs 50 Ω et 75 Ω

Les connecteurs 50 et 75 ohms se différencient par l'augmentation de la permittivité à 75 ohm rendue possible par l'ajout d'un manchon isolant, fixé entre les conducteurs intérieur et extérieur du connecteur. Les connecteurs BNC 75 Ohm utilisent le téflon comme diélectrique. Leurs doigts extérieurs à ressort sont dirigés par l'air. Leur goupille a un diamètre très cohérent, et cela s'applique à la fois à l'avant et à l'arrière. Les connecteurs BNC 50 Ohm utilisent du delrin à la place du téflon. Le diamètre de leurs broches centrales n'est pas cohérent: il a tendance à augmenter à mesure que l'on se rapproche de la zone de sertissage.

Adaptateurs 75 ohms ↔ 50 ohms : usage et précautions

La connexion des deux types de connecteurs est possible mais pas la meilleure pratique: le mixage ne vous donnera pas le meilleur rendement. Si des connecteurs BNC de 50 Ohms sont connectés à un câble de 75 Ohms, un décalage d'impédance est créé, ce qui conduit à la réflexion de l'énergie vers la source et à la génération d'ondes stationnaires. Une onde stationnaire entraîne une perte de signal et de multiples réflexions dues à un décalage d'impédance finiront par dégrader le signal et l'image reçue jusqu'à ce qu'ils soient irrécupérables.

Il existe des questions pratiques fréquentes : par exemple, j'ai un câble BNC 75 ohms (fiche mâle évidemment) que je voudrais connecter à un appareil équipé d'un connecteur BNC 50 ohms (femelle). je vois qu'il existe une différence de diamètre de la pin centrale (plus petite sur un câble 75 ohms que sur un câble 50 ohms). Je ne sais pas si cette différence physique est importante, mais existe-t-il des adaptateurs d'impédance [Femelle 75ohms/Mâle 50 ohms] permettant de faire parfaitement matcher les impédances et la taille physique ? Le contraire (pin 50 male) dans (pin femelle 75) risque de faire éclater la pin femelle.

S'il arrive que l'on remplace un connecteur pour adapter l'impédance du câble, pour de la réception seule, ça n'aura pas de conséquences fâcheuses, hormis la perte de sensibilité. Toutefois, il n'est pas suffisant de remplacer un connecteur pour garantir une adaptation d'impédance parfaite à haute fréquence. Il est essentiel de vérifier l’impédance requise par l’équipement et, si possible, d'utiliser des adaptateurs d'impédance spécifiques ou des transformateurs d'impédance lorsqu'une correspondance correcte est nécessaire entre des systèmes 50 Ω et 75 Ω.

Assemblage et bonnes pratiques de terminaison

Les connecteurs BNC se répartissent en deux grandes catégories en terme d’assemblage : à souder ou à sertir. Les modèles à souder ont une broche centrale à soudure avec la tresse et la gaine du câble maintenues par un serre-câble à compression serré par un écrou à l’arrière du connecteur. Les modèles à sertir disposent en général (mais pas toujours) d’une broche centrale sertie au conducteur central. Cette broche sertie est ensuite maintenue en position par une virole interne que sépare la gaine d’isolation interne de la tresse du câble. Une virole externe est ensuite sertie sur la tresse et sur l’isolation externe qui fixe le câble au connecteur. C’est un travail de précision qui nécessite quasiment un connecteur à sertir adapté à chaque type de câble. Par ailleurs, ce montage demande des outils de sertissage très précis pour obtenir une connexion optimale.

Dans les deux types de connecteurs, il est vital de dénuder la longueur exacte de gaine de chaque section pour réaliser un assemblage précis. Vu ce qui a été mentionné plus haut, aucun fabricant ne peut se permettre de stocker tous les types de connecteurs BNC. Une bonne adaptation d’impédance permet de réduire les réflexions et les ondes stationnaires.

Tableau comparatif : 50 Ohm vs 75 Ohm

Caractéristique	50 Ohm	75 Ohm
Optimisé pour	Puissance RF	Faible perte
Atténuation	Plus élevée	Plus faible
Capacité	Plus élevée	Plus faible
Vidéo analogique	Acceptable	Excellent
Vidéo numérique	Peu utilisé	Standard
RF haute puissance	Oui	Non
Applications typiques	Antennes, radio, RF	TV, CCTV, diffusion

Comment installer un connecteur de compression BNC – RG58, RG59, RG6

Considérations pratiques supplémentaires

La plage de température d’un câble est déterminée par les matériaux utilisés, plus précisément par les plastiques isolants. Les matières plastiques courantes telles que les thermoplastiques PVC, PUR ou PE (polyéthylène) ne peuvent être utilisées que jusqu’à 70 ou 80°C. Des exigences spécifiques apparaissent dans l’utilisation des connexions de câbles, un conducteur interne solide, des matériaux isolants durs et un grand diamètre de câble limitent considérablement la flexibilité. Le câble avec une gaine extérieure souple (par ex. PUR) et un diélectrique en mousse est sensible aux coups de pied et à la flexion. En cas d’incendie, le PVC et les autres matériaux isolants halogénés dégagent des substances nocives dangereuses. C’est pourquoi l’installation de câbles avec des matériaux de gaine FRNC ou LSNH est obligatoire dans les bâtiments publics.

Par rapport aux câbles standard, les câbles low-loss présentent moins d’atténuation pour une même épaisseur. Ceci est obtenu grâce à de meilleurs diélectriques (air, mousse PE, ruban PTFE). Les câbles triaxiaux sont un cas particulier des câbles coaxiaux. Ici, on utilise un deuxième blindage extérieur concentrique qui ne conduit pas le courant. Cela permet de protéger davantage le champ magnétique des conducteurs sous tension. Les conducteurs intérieurs sont réalisés sous forme de fils massifs ou de torons. On utilise ici du cuivre, de l’acier ou de l’aluminium, argenté ou cuivré.

Conseil pratique

Si vous auto-assemblez des câbles de 75 Ohm, les connecteurs BNC doivent avoir la même impédance que le câble. Si vous ne pouvez pas éviter un mélange de 50 Ω et 75 Ω, sachez que pour des fréquences inférieures à quelques MHz, l'impact peut être négligeable, mais pour l'HDTV, le RF professionnel ou les liaisons numériques, l'adaptation correcte est primordiale pour éviter la dégradation du signal.

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