Fonctionnement et utilisation du câble BNC pour générateur de signaux

Le connecteur BNC (Bayonet Neill-Concelman) est un type de connecteur de câble coaxial couramment utilisé dans les applications vidéo et de réseau. Le connecteur coaxial BNC a été largement utilisé pour les applications audio, vidéo, RF, les applications d'antennes, les systèmes de communication, etc. À première vue, un connecteur BNC peut paraître simple, mais sa conception est précisément conçue pour la performance.

Qu'est-ce qu'un connecteur BNC et comment il fonctionne

Un connecteur BNC utilise un anneau rotatif pour connecter solidement deux câbles coaxiaux. Le conducteur intérieur de chaque câble est connecté à une broche, qui est ensuite insérée dans le connecteur opposé. La bague rotative est ensuite torsadée pour sécuriser la connexion. Il s'agit du mécanisme de verrouillage à baïonnette qui donne son nom au connecteur BNC.

Pour comprendre son fonctionnement, décomposons ses composants. Conducteur extérieur (avec bague de verrouillage) : il s'agit du blindage métallique qui entoure l'isolant diélectrique. Cosses de baïonnette : deux petits plots circulaires situés à l'extérieur du boîtier du connecteur femelle. Le mécanisme de verrouillage : la connexion s'effectue en enfonçant la fiche mâle dans la prise femelle, puis en tournant la bague de verrouillage d'un quart de tour.

Impédance, adaptation et conséquences pour les générateurs de signaux

A. L'impédance mesure l'opposition au flux du courant alternatif (CA) et constitue une caractéristique essentielle du trajet du signal. 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. Les connecteurs BNC 50 Ohms : il s'agit de l'impédance la plus courante pour les connecteurs BNC et de la norme pour la transmission de données, les applications radiofréquence (RF) et les équipements de test électroniques généraux.

Connecteurs BNC 75 Ohms : cette impédance est la norme pour les signaux vidéo. Des anciens systèmes analogiques à la vidéo numérique haute définition moderne (HD-SDI), 75 ohms est le chiffre magique. Ces connecteurs sont spécialement conçus pour gérer la bande passante vidéo sans déformer le signal.

L’importance cruciale de la correspondance : que se passe-t-il si vous connectez un câble de 50 ohms à une prise jack de 75 ohms ? Bien qu'ils soient physiquement connectés, la différence d'impédance crée une « bosse » sur le trajet électrique. Une partie du signal est alors réfléchie vers la source, ce qui entraîne des problèmes tels que des pertes de signal, des images fantômes en vidéo analogique ou des erreurs de données dans les flux numériques.

50 Ohm vs 75 Ohm - tableau de synthèse

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
Applications typiques	Antennes, RF, tests	TV, CCTV, diffusion

Fréquences et limites

La fréquence maximale pouvant être transmise à l'aide de connecteurs BNC dépend de divers facteurs, notamment du type de câble utilisé et de sa longueur. Toutefois, en général, les connecteurs BNC peuvent transmettre des fréquences allant jusqu'à 4 GHz. 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.

Types de câbles coaxiaux et compatibilité avec BNC

Les connecteurs BNC sont généralement utilisés avec des câbles coaxiaux, qui sont conçus pour transmettre des signaux haute fréquence sur de longues distances avec une perte de signal minimale. Les types courants de câbles coaxiaux utilisés avec les connecteurs BNC sont RG-59, RG-6 et RG-11. Les câbles coaxiaux sont composés d'une âme (à l'intérieur) et d'un blindage (à l'extérieur), ce sont deux conducteurs séparés par un isolant.

RG-58 : câble fin et flexible adapté aux applications telles que la transmission de données à courte distance, les connexions CCTV et les usages généraux (50 ohms).
RG-59 : couramment utilisé dans les applications vidéo (75 ohms).
RG-6 : utilisé dans les installations de télévision par câble (CATV) et satellite (75 ohms).
RG-174 : câble léger et flexible, impédance 50 ohms, utile pour équipements portables.
RG-213 : câble robuste à faible perte, impédance 50 ohms, pour RF de puissance élevée.
RG-8 : câble robuste pour applications RF haute puissance (50 ohms).

Un connecteur conçu pour le RG-59 ne s'adaptera pas correctement à un câble RG-6, et inversement. Il est essentiel d'éviter de mal brancher une fiche de 50 ohms sur une prise de 75 ohms, car cela pourrait potentiellement endommager la prise.

Assemblage et terminaison : soudure, sertissage, compression

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.

Compression: souvent considérés comme le choix professionnel haut de gamme, les connecteurs à compression utilisent un outil dédié pour comprimer un anneau, créant ainsi une étanchéité à 360 degrés.

Procédure courante pour sertir un connecteur BNC

Préparer les outils et le matériel : connecteur BNC, pince à sertir BNC, câble coaxial, pinces à dénuder.
Dénudez le câble coaxial : utilisez une pince à dénuder pour décoller l'isolation extérieure du câble, exposant ainsi l'isolation intérieure et le conducteur central.
Installez le tube à sertir : passer le tube à sertir dans le câble coaxial.
Installez la broche sur le conducteur du câble coaxial : insérez le conducteur central du câble coaxial dans le trou central de la broche, en vous assurant que la profondeur d'insertion est appropriée.
Sertissez la broche sur le conducteur du câble coaxial : utilisez une pince à sertir BNC pour sertir fermement le conducteur central.
Installez le corps principal du connecteur BNC : faites passer le corps principal du connecteur BNC à travers le câble coaxial de sorte que la couche de blindage recouvre le corps principal.
Sertissez la couche de blindage sur le connecteur BNC : utilisez des outils de sertissage professionnels pour fixer la couche de blindage au connecteur BNC en toute sécurité.

Comment sertir une fiche BNC sur câble Coax RG59

Accessoires et variantes

Terminateurs BNC : un terminateur BNC est un petit dispositif doté d'une résistance intégrée (50 ou 75 ohms) placé sur la dernière prise BNC ouverte d'une chaîne vidéo ou de données.
Connecteur BNC en T : permet de diviser une seule connexion BNC en deux connexions distinctes.
Connecteurs doubles BNC : redondance et fiabilité pour applications critiques.
Adaptateurs BNC-RCA et BNC-F : pour interfacer BNC et interfaces grand public ou connecteurs F.
Connecteurs PCB BNC : conçus pour être soudés sur des cartes de circuits imprimés (PCB).
Capuchons de terminaison BNC : utilisés pour terminer les connecteurs BNC ouverts afin d'éviter les réflexions du signal.

Applications typiques, y compris pour générateurs et oscilloscopes

La fiabilité du connecteur BNC en fait un incontournable dans de nombreux domaines. Ils constituent la norme pour connecter caméras vidéo, moniteurs, mélangeurs et enregistreurs dans les studios de télévision. Si vous possédez un système de caméras de sécurité filaires, il est probable qu'il utilise des connecteurs BNC pour renvoyer la vidéo des caméras vers l'enregistreur numérique.

Les connecteurs BNC sont courants dans les laboratoires et les équipements de test électroniques. Les généraux basse fréquence (GBF) et les oscilloscopes utilisent souvent des cordons BNC pour la connexion de signaux. Les câbles BNC-bananes sont utiles pour prélever une tension dans un circuit et l'envoyer sur la voie d'un oscilloscope. Pour éviter de multiplier les adaptateurs BNC-bananes inutiles, on peut utiliser des T coaxiaux qui permettent de dédoubler une prise BNC.

Dépannage et bonnes pratiques

Même avec le meilleur équipement, des problèmes peuvent survenir. La première chose à vérifier est la connexion physique. Le connecteur est-il bien en place et la bague à baïonnette est-elle bien verrouillée ? Débranchez-le, puis rebranchez-le. Inspectez la broche mâle pour voir si elle est pliée ou cassée, et regardez à l'intérieur de la prise femelle pour voir s'il y a des débris ou des dommages.

Symptôme : perte d'image ou bruit excessif - Solution : il s'agit du symptôme classique d'une mauvaise adaptation d'impédance. Vérifiez que vous utilisez des connecteurs et un câble de 75 ohms sur toute votre chaîne de signal vidéo. Symptomatique d'un connecteur mal fixé : tirez doucement sur le connecteur pour vérifier s'il est bien fixé au câble. Si vous suspectez une mauvaise terminaison, la seule solution fiable est de couper l'ancien connecteur et d'en installer un nouveau, en suivant scrupuleusement la procédure de terminaison.

Choix et qualité

Vu ce qui a été mentionné plus haut, aucun fabricant ne peut se permettre de stocker tous les types de connecteurs BNC. Les câbles coaxiaux se voient attribuer une référence de "groupe". AVERTISSEMENT: le référencement des groupes n’est pas standardisé. Ainsi, celui d’autres fabricants peut être différent du nôtre. Nous avons tout de même conservé celui de la BBC pour les câbles qu’elle continue d’utiliser.

En raison de la concurrence féroce sur le marché, certains fabricants de connecteurs BNC choisissent différentes matières premières pour réduire les coûts. Les connecteurs BNC de haute qualité utilisent généralement le cuivre comme matière première. Nous avons voulu privilégier le rapport qualité/prix. Ainsi, bien qu’il existe des versions plus chères en raison du matériau des contacts, ces versions n’ont pas été retenues. Toutes les versions de la liste font preuve depuis de nombreuses années d’une fiabilité totale en diffusion.

Conseil de sélection

Transmettez-vous un signal vidéo ? Si oui, vous avez besoin d'un 75 Ohm Connecteur. Vous travaillez avec des équipements radio, de données ou de test ? Dans ce cas, vous avez besoin d'un 50 Ohm connecteur. Les connecteurs BNC sont disponibles pour un usage commercial, militaire et industriel.

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