BNC 단자
 수성 50 옴 BNC 단자 | |||
| 종류 | RF 동축 단자 | ||
|---|---|---|---|
| 생산 역사 | |||
| 설계자 | 폴 닐 | ||
| 설계일 | 1944 | ||
| 제조사 | 다양함 | ||
| 일반 사양 | |||
| 지름 |
외부, 전형적:
| ||
| 케이블 | 동축 | ||
| 통과 대역 | 보통 0–4 GHz | ||
BNC 단자 또는 BNC 커넥터(BNC connector)는 동축 케이블용 소형 퀵 커넥트/디스커넥트 무선주파수 단자이다. 1940년대 군용 무선 장비에 도입된 이후, 무선 시스템 및 일반적인 영상 단자 유형으로 널리 사용되어 왔다. 암성 단자의 두 돌기가 수성 단자 껍데기의 슬롯에 맞물리는 트위스트-투-락(twist-to-lock) 설계를 가지고 있다.
BNC는 연결부 전체에서 케이블의 특성 임피던스를 유지하도록 설계되었으며, 50옴 및 75옴 버전으로 제작된다. 보통 약 2 기가헤르츠 및 500볼트까지의 무선주파수 신호에 사용된다.
유사한 무선주파수 단자들은 치수와 부착 특성이 다르며, 더 높은 전압, 더 높은 주파수 또는 3선 연결을 지원할 수도 있다.
역사
[편집]1941년, 미국 해군은 나사형 N 단자의 소형 버전인 BN형(Baby N)을 UG-85/U, UG-86/U, UG-114/U 및 UG-115/U로 사용했다.
1943년, 영국에서 ¼인치 50옴 동축 케이블을 도입했고, 기업들은 즉시 이를 위한 많은 단자를 개발했다. 1944년, 미국 해군은 모두가 수용할 수 있는 단일 표준 설계를 찾기 위해 설계자들을 소집했다. 독창적인 N 단자의 발명가인 폴 닐은 1 GHz 이상의 주파수에서 일정한 50옴 임피던스를 가지며, (나사식보다 사용하기 빠른) 바요넷 체결 방식을 사용하고, 제조 및 조립이 더 쉬운 프로토타입 단자를 개발했다. 이는 1944년 3월 2일자 벨 연구소 도면 ESL 662916에 의해 명시되었다.
1944년 4월, 해군은 닐의 설계를 채택하여 BN에 C(Constant impedance, 일정 임피던스)를 추가하여 BNC형(Baby Neill Constant)이라 명명하고, 수성에는 UG 88/U, 암성에는 UG 89/U라는 부품 번호를 부여했다(암페놀은 지금도 이를 생산한다). 해군은 1944년 12월 2일자 최종 도면 RE 49F 246을 발행했다.[1]
1945년 5월, 헤이즐타인 코퍼레이션의 옥타비오 M. 살라티가 BNC에 대한 특허를 출원하여 1951년 1월에 승인받았다.[2] 1958년, 헤이즐타인은 BNC 단자 제조업체인 데이지 일렉트릭 컴퍼니를 특허 침해로 고소했다. 법원은 살라티가 특허 출원일 이전에 해군의 BNC에 대해 알고 있었기 때문에 그의 특허가 무효라고 판결했다.[3]
이름
[편집]미국 해군은 BNC라는 용어를 "Baby Neill Constant"의 의미로 사용했다. BNC라는 용어는 1948년 암페놀 단자 광고에 MIL-spec 명칭인 UG-88/U와 함께 등장했다.[4]
폴 닐과 칼 콘셀만이 BNC를 발명한 것은 아니지만, BNC가 Bayonet Neill–Concelman을 의미한다는 제안이 자주 제기된다.[5] BNC 개발 당시 콘셀만은 댄버리 크누센에서 근무하며 BNC를 개선한 C 단자를 발명했다. 1950년대 후반 암페놀에서 닐과 콘셀만은 TNC 단자를 발명했는데, 이는 Threaded BNC 또는 Threaded Neill–Concelman을 의미할 수 있다. 이로 인해 일부 사람들이 그들이 BNC도 개발했을 것이라고 잘못 가정하고 Bayonet Neill–Concelman이라는 역두문자어를 만들었을 가능성이 있다.
다른 제안으로는 Bayonet Navy Connector,[6] Bayonet N Connector, Bayonet Nut Coupling, Barrel Nut Connector, Bayonet Nipple Connector, Baby N Connector, British Naval/National Connector, Berkeley Nucleonics Corporation 등이 있다.
설명
[편집]BNC 단자는 암성 단자에 두 개의 바요넷 돌기가 있는 것이 특징이며, 결합 너트를 1/4바퀴 돌리면 완전히 체결된다. 각 성별 단자에는 슬롯이 있는 외부 도체와 일부 플라스틱 유전체가 사용된다. 이 유전체는 높은 주파수에서 손실을 증가시키는 원인이 된다. 4 GHz 이상에서는 슬롯에서 신호가 방사될 수 있으므로, 약 11 GHz까지 사용은 가능하지만 반드시 안정적인 것은 아니다. BNC 단자는 50옴 또는 75옴 케이블의 특성 임피던스에 맞게 제작된다(ARCNET용 93옴과 같은 다른 임피던스도 있지만 흔하지는 않음). 일반적으로 4 GHz 미만의 주파수와[5] 500볼트 미만의 전압에 적용된다.[7] BNC 및 기타 여러 단자의 인터페이스 사양은 MIL-STD-348에 참조되어 있다.[8]
사용
[편집]
BNC는 원래 군용으로 설계되었으며 2 GHz까지의 영상 및 RF 분야에서 널리 받아들여졌다. BNC 단자는 라디오, 텔레비전 및 기타 무선주파수 전자 장비의 소형 및 초소형 동축 케이블에 사용된다. ARCnet, IBM PC 네트워크, 그리고 이더넷의 10BASE2 변형을 포함한 초기 컴퓨터 네트워크에서 흔히 사용되었다.
BNC 단자는 다음과 같은 신호 연결에 사용된다:
BNC 단자는 상업용 영상 기기의 아날로그 컴포지트 비디오 및 디지털 영상 상호 연결에 사용된다. RCA 단자 잭이 있는 컨슈머 일렉트로닉스 장치는 어댑터를 삽입하여 BNC 전용 상업용 영상 장비와 함께 사용할 수 있다. BNC 단자는 10base2 씬(thin) 이더넷 네트워크 케이블과 네트워크 카드에 흔히 사용되었다. BNC 연결은 녹음 스튜디오에서도 볼 수 있다. 디지털 녹음 장비는 워드 클록 타이밍 신호 전송을 통한 다양한 구성 요소의 동기화를 위해 이 연결을 사용한다.
일반적으로 수성 단자는 케이블에 장착되고, 암성 단자는 장비의 패널에 장착된다. 케이블 단자는 종종 전용 동력 또는 수동 공구를 사용하여 압착하도록 설계된다.[9][10] 외부 재킷, 차폐 브레이드 및 내부 유전체를 한 번의 작업으로 정확한 길이로 벗겨내는 와이어 스트리퍼가 사용된다.[11]
유형 및 호환성
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유형
[편집]BNC 단자는 동일한 특성 임피던스를 가진 케이블과 함께 사용하기 위해 가장 일반적으로 50 및 75 옴 버전으로 제작된다. 75옴 유형은 결합 끝부분의 유전체가 줄어들거나 없는 것으로 식별할 수 있는 경우도 있지만, 이것이 결코 확실한 방법은 아니다. 1970년대 초에 75옴 단자의 유전체 재료를 붉은색으로 칠하자는 제안이 있었고 가끔 시행되기도 하지만, 표준이 되지는 않았다. 75옴 단자는 50옴 변형과 치수가 약간 다르지만, 그럼에도 불구하고 두 단자는 결합될 수 있다. 수성 50옴 단자의 핀이 75옴 단자의 핀보다 크면 암성 단자를 넓힐 수 있으며, 이로 인해 나중에 75옴 단자를 삽입했을 때 연결 불량이 발생할 수 있으니 주의해야 한다. 50옴 단자는 일반적으로 4 GHz까지의 주파수에서, 75옴 버전은 2 GHz까지의 주파수에서 사용되도록 규정되어 있다.
영상(특히 HD 영상 신호) 및 DS3 통신국 애플리케이션은 주로 75옴 BNC 단자를 사용하는 반면, 50옴 단자는 데이터 및 RF에 사용된다. 많은 VHF 수신기는 75옴 안테나 입력을 사용했으므로 75옴 BNC 단자를 자주 사용했다.
역극성 BNC(RP-BNC)는 인터페이스의 극성을 반전시킨 BNC 사양의 변형이다. 이 유형의 단자에서는 잭에서 일반적으로 발견되는 암성 접점이 플러그에 있고, 플러그에서 일반적으로 발견되는 수성 접점이 잭에 있다. 이는 역극성 인터페이스 단자가 표준 인터페이스 단자와 결합되지 않도록 보장한다.[7] SHV 단자는 이 역극성 구성을 사용하는 고전압 BNC 변형이다.
Mini BNC 및 High-Density BNC(HD-BNC)라고 불리는 BNC 단자의 소형 버전은 암페놀에서 제조한다. 원래 사양의 전기적 특성을 유지하면서도 점유 면적이 작아 회로 기판 및 장비 백플레인에서 더 높은 실장 밀도를 제공한다. 이 단자들은 진정한 75옴 임피던스를 가지고 있어 HD 영상 애플리케이션에 적합하다.
호환성
[편집]서로 다른 버전들은 서로 결합되도록 설계되었으며,[7][8] 2007년 IEC 표준인 IEC 61169-8을 준수하는 75 옴 및 50 옴 BNC 단자는[12] 파손 없이 결합된다. 적어도 한 제조업체는[13] 단자의 호환성에 대해 매우 높은 신뢰성을 주장한다.
10 MHz 미만의 주파수에서 50 옴 단자 또는 케이블과 75 옴 단자 사이의 임피던스 불일치는 무시할 수 있는 영향을 미친다.[14] 따라서 BNC 단자는 원래 어떤 임피던스의 케이블과도 사용할 수 있도록 50 옴 버전으로만 제작되었다. 그러나 이 주파수 이상에서는 불일치가 점차 중요해지며 신호 반사를 초래할 수 있다.
BNC 삽입/제거 공구
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BNC 삽입/제거 공구는 BNC 툴, BNC 추출 공구, BNC 렌치 등으로도 불리며, 중앙 전화실과 같은 방송 시설의 배선이 밀집된 패치 패널처럼 고밀도 또는 손이 닿기 어려운 위치에서 BNC 단자를 삽입하거나 제거하는 데 사용되는 도구이다.
BNC 툴은 대개 가볍고 스테인리스강으로 만들어지며, 돌림힘을 가하기 위해 스크루드라이버 유형의 플라스틱 손잡이가 달려 있다. 샤프트의 길이는 보통 표준 단자 길이의 두 배이다.
이 도구들은 잭 필드에서 BNC 단자를 안전하고 효율적이며 빠르게 연결 및 분리할 수 있도록 돕는다. BNC 툴은 접근을 용이하게 하고 주변 단자를 실수로 분리할 위험을 최소화한다.
유사한 단자
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바요넷 연결 원리를 사용하는 유사한 단자들이 존재하며, 나사형 단자도 사용할 수 있다. 미합중국 군사 표준 MIL-PRF-39012(구 MIL-C-39012) "Connectors, Coaxial, Radio Frequency, General Specification for"는 군사, 항공 우주 및 우주 비행 분야에서 유연한 케이블 및 기타 특정 유형의 동축 전송선과 함께 사용되는 무선 주파수 단자에 대한 일반 요구 사항 및 테스트를 다룬다.[16]
SR 단자
[편집]소련에서는 BNC 단자가 SR 단자로 복제되었다. 야드파운드법에서 미터법으로 환산한 결과, 치수가 BNC와 약간 다르다. 그러나 일반적으로는 호환이 가능하며, 때로는 힘을 가해야 할 수도 있다.
TNC (Threaded Neill–Concelman)
[편집]Threaded Neill-Concelman의 약자인 TNC 단자로 알려진 BNC 단자의 나사형 버전도 사용할 수 있다. 이는 마이크로파 주파수에서 BNC 단자보다 우수한 성능을 가진다.
트윈 BNC 또는 트위낙스
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트윈 BNC(트위낙스(twinax)라고도 함) 단자는 일반 BNC 단자와 동일한 바요넷 잠금 껍데기를 사용하지만 두 개의 독립적인 접점(수성 하나와 암성 하나)을 포함하고 있어, RG-108A와 같은 78옴 또는 95옴 차폐 차동 쌍의 연결을 가능하게 한다.[17] 최대 100 MHz 및 100 볼트까지 작동할 수 있다. 일반 BNC 단자와는 결합할 수 없다. 트위낙스 단자의 약어로는 BNO가 사용되어 왔다.
트라이액셜
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트라이액셜(트라이액스(triax)라고도 함) 단자는 신호와 가드(guard) 및 접지 도체를 전달하는 BNC의 변형이다. 이들은 민감한 전자 측정 시스템에 사용된다. 초기 트라이액셜 단자는 여분의 내부 도체 하나만으로 설계되었으나, 이후의 트라이액셜 단자는 BNC 단자와 실수로 강제 결합되는 것을 방지하기 위해 3-러그(three-lug) 배치를 포함한다. 트라이액셜과 BNC 단자 사이의 일부 상호 연결 가능성을 위한 어댑터가 존재한다. 트라이액셜은 트롬페터(Trompeter) 연결로도 알려져 있다.
고전압 단자
[편집]더 높은 전압(500 V 이상)의 경우, 일반적으로 MHV 및 SHV 단자가 사용된다. MHV 단자는 BNC 유형으로 오인하기 쉬우며 완력을 사용하면 결합될 수도 있다. SHV 단자는 더 안전한 대안으로 개발되었다. 일반 BNC 단자와는 결합되지 않으며, 내부 도체가 실수로 접촉하기 훨씬 어렵게 되어 있다.
소형 단자
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BNC 단자는 전자 분야에서 흔히 사용되지만, 일부 응용 분야에서는 상당히 더 높은 밀도를 허용하는 LEMO 00 소형 단자로 대체되고 있다. 영상 방송 업계에서는 더 높은 밀도의 제품을 위해 DIN 1.0/2.3 및 HD-BNC 단자가 사용된다.
같이 보기
[편집]각주
[편집]- ↑ “Hazeltine Research, Inc. v. Dage Elec. Co.”. 《Casetext》. Section 13 and Prior knowledge section. 2025년 1월 13일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2025년 1월 7일에 확인함.
- ↑ USA US2540012A, Octavio M. Salati, "Electrical connector", published 1945-05-19, issued 1951-01-30
- ↑ “Hazeltine Research, Inc. v. Dage Elec. Co. 165 F.Supp. 226 (S.D.Ind. 1958) 118 U.S.P.Q. 397 No. IP 56-C-15. United States District Court, S.D. Indiana, Indianapolis Division. July 31, 1958.”. 《Casetext》. 2025년 1월 13일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2025년 1월 7일에 확인함.
- ↑ “Radio's Master catalog 13th edition” (pdf). 《Word Radio History》. U.C.P. Inc. T–14쪽. 2025년 1월 5일에 확인함.
- 1 2 Thomas H. Lee, Planar microwave engineering: a practical guide to theory, measurement, and circuits, Volume 1 Cambridge University Press, p. 111 (2004). ISBN 0-521-83526-7.
- ↑ 《1979-80 Coaxial & Waveguide Catalog and Microwave Measurement Handbook》. Hewlett-Packard.
- 1 2 3 BNC Connector specifications, Amphenol Connex
- 1 2 《RADIO FREQUENCY CONNECTOR INTERFACES FOR MIL-DTL-3643, MIL-DTL-3650, MIL-DTL-3655, MIL-DTL-25516, MIL-PRF-31031, MIL-PRF-39012, MIL-PRF-49142, MIL-PRF-55339, MIL-DTL-83517》 B wi change 3판. US DOD. 2017년 1월 22일. 2015년 4월 14일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2018년 11월 17일에 확인함.
- ↑ Typical crimp BNC connector
- ↑ Typical manual crimp tool for fitting BNC and other coaxial connectors to cables
- ↑ Typical coax one-operation stripper
- ↑ Radio-frequency connectors – Part 8: Sectional specification – RF coaxial connectors with inner diameter of outer conductor 6,5 mm (0,256 in) with bayonet lock – Characteristic impedance 50 Ω (type BNC)
- ↑ Canford. "In over 15 years and many million BNC connectors we have no first hand experience of incompatibility between 50 ohm and 75 ohm types, other than extremely rare (and very obvious) manufacturing faults."
- ↑ BNC Connectors, The Canford Group
- ↑ 《Trompeter Product Catelog》 (PDF). Trompeter. 51쪽. 2014년 3월 25일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2015년 1월 24일에 확인함.
- ↑ MIL-PRF-39012
- ↑ E-Base Interactive. “Twin BNC connector series”. Amphenol RF. 2008년 7월 23일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2011년 11월 26일에 확인함.
외부 링크
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