Wykonywanie kabli semirigid od podstaw

[SQ1GQC]

...nie jest łatwe, ale jest możliwe w warunkach amatorskiego warsztatu. Zabrałem się ostatnio za wykonanie kabli do mojego analizatora szumów fazowych i przy okazji mała relacja i kilka zdań. Być może rzuci to trochę światła na ten proces. Kable zostały przygotowane z kabla typu UT-085 (grubości 0.086" czyli około 2,2 mm). Zastosowałem wtyczki SMA firmy Rosenberger typu 32S102-271E3. Wykorzystałem posiadane narzędzia:
- Zestaw T200/500 firmy Omni-Spectra - to jest podstawowy zestaw umożliwiający wygodną i poprawną technologicznie pracę z kablami rodzin UT-85 i UT-141 i wtyczkami oraz gniazdami SMA. Do wtyczek/gniazd typu N służy zestaw T400. Czasem dostępne na ebay, można upolować kompletny nawet za 100 USD.
- Zestaw do ręcznego trymowania i pointingu kabli rodziny UT-85 TE-Connectivity/AMP 1055824-1. Do upolowania na ebay. Wygodniejszy przy pewnych operacjach niż poprzednio wspomniany.
- Lutownica rezystancyjna z elektrodami węglowymi (moja konstrukcja - był kiedyś mój watek)
- Giętarka do kabli Semirigid (moja konstrukcja - był kiedyś mój watek)
- głębokościomierz mikrometryczny, suwmiarka, zwykła lutownica, szczypce etc.


1. Projekt.

Od tego trzeba zacząć. Najwygodniej jeśli całe urządzenie mamy wymodelowane w jakimś systemie CAD i współrzędne złączy są nam dokładnie znane. Wygodnie, ale na kartce też się da. Ja same gabaryty kabla zaprojektowałem w CAD, ale wykonawczy projekt technologiczny z punktami gięcia przygotowałem na podstawie projektu ogólnego na kartce.

   


Aby potwierdzić założenia przygotowałem "model na brudno" z kabla semi-flexible typu RG-405 0.086". Przeniosłem z projektu wykonawczego punkty gięcia i wygiąłem model. Następnie przymierzyłem w urządzeniu (bez montowania wtyczek). W tej części projektu potrzebuję 4 kabli według dwóch wzorów.

   

2. Przycięcie na długość.

Ja używam piłki włoskowej kupionej w sklepie dla jubilerów. Daje równy przekrój, nie zgniata kabla (to ważne- szczypce się nie sprawdzają). Można też zastosować dremela z drobną tarczą z nasypem diamentowym. Przymierzałem do suwmiarki.

   

3. Zaznaczenie punktów gięcia.

Z projektu, zależnie od technologii gięcia. Dla mojej giętarki oznaczam środki łuków.

4. Osadzenie kabla w fixture przyrządu TE-Connectivity/AMP 1055824-1

Do ustawienia wysunięcia użyłem głębokościomierza mikrometrycznego. Wysunięcie decyduje o ilości zdjętej żyły zewnętrznej i izolacji. Sprawdzić wymagane wymiary w DS wtyczki.

   

5. Trymowanie i pointing.

Ja używam przyrządu TE Connectivity/AMP 1055824-1, można też inaczej. Proces i efekt poniżej.

   

   

6. Lutowanie żyły środkowej.

Zwykłą lutownicą, używając blaszki dystansowej z zestawu T400/500 o grubości podanej w DS złącza. W moim przypadku 0.010"/0,254 mm dla mojego złącza.

   

Ciąg dalszy w następnym poście.

[SQ1GQC]

#2/n
7. Zamocowanie w fixture z zestawu T200/500
Kabel z przylutowaną żyłą środkową mocujemy w korpusie złącza i montujemy do fixture. Ważna sprawa to "locator tool" wkręcany w dolną część fixture. Decyduje on o wysunięciu żyły środkowej kabla. A to może decydować na przykład czy kabel zniszczy wam gniazdo w aparaturze pomiarowej... U mnie standardowy locator tool z zestawu T200/500 nie pasował to złącza Rosenbergera. Na szczęście dobrałem inny, pasujący z magazynu.
Na kablu owijamy kilka zwojów cyny która posłuży do zlutowania złącza z żyłą zewnętrzną kabla.
   
8. Lutowanie.
Moją lutownicą rezystancyjną z elektrodami węglowymi trwa kilka sekund. Kilkaset amperów rozgrzewa błyskawicznie, cyna pięknie wpływa i łączy. Kabel można trzymać ręką i się nie poparzymy. Przyrost lokalny temperatury jest tak szybki, że przewodność cieplna nas przed tym broni. Na następnym zdjęciu efekt.
   
   
9. Osadzenie izolatora złącza SMA.
Narzędziem z zestawu T200/500
   
10. Gięcie w/g projektu.
Tu w akcji moja giętarka.
   
11. Pomiary geometrii.
Sprawdzenie specjalnym zestawem geometrii pinu środkowego. Czy wtyk jest bezpieczny dla precyzyjnych gniazd. Tolerancje opisane są w ogólnodostępnych amerykańskich normach wojskowych.
   
14. Pomiary elektryczne.
W tym miejscu toru sygnałowego w którym będą zamontowane te kable są częstotliwości od 5 MHz do 50 MHz. Użyłem VNA HP 4396B z test-setem do S-parametrów typu 85046A. Kit kalibracyjny Agilent 85033D. Możliwy zakres częstotliwości VNA 100 kHz..1,8 GHz.
   
Dalszy ciąg w następnym poście

[SQ1GQC]

#3/n
15. Efekt końcowy.
   
   

A może jesteście ciekawi zmierzonych parametrów? Przy okazji robienia tych kabli zrobiłem ciekawy eksperyment. Zmierzyłem parametry kabla przed wygięciem i po wygięciu aby sprawdzić, na ile gięcie pogarsza parametry. Pomiary wykonałem w zakresie 1..100 MHz, bo dla tych konkretnie kabli więcej mi nie trzeba. Pierwszy pomiar to RL przed gięciem a drugi po gięciu.
       

Tutaj pomiar przesunięcia fazowego przed i po gięciu
       

Jak widać dla 10 MHz nie ma praktycznie żadnych zmian. S21 nie wstawiam bo tłumienie na 10 MHz jest tak małe że ginie w szumach. RL jest fantastyczny. Impedancja falowa tego kabla od strony wejścia przed gięciem to 50.123+j0.10479 Oma a po zagięciu 50.166+j0.12729 Oma. Na granicy możliwości pomiaru.
Kiedyś zrobię jeszcze pomiary dla większych GHz.
Zachęcam do samodzielnego przygotowania sobie możliwości robienia takich kabli, mogę podpowiedzieć jeśli macie jakieś wątpliwości. Niestety permanentny brak czasu powoduje że nie mogę takich kabli wykonywać dla innych. Ten watek służy także temu, aby można się było dowiedzieć jak samemu to poprawnie zrobić. Dokumentacja do moich urządzeń (giętarka, lutownica) jest dostępna.

[SQ6QV]

Wszystko fantastyczne jak zawsze od Ciebie, ale w tymi miejscu zaliczyłem WTFa...zatkało mnie

 Pomiary wykonałem w zakresie 1..100 MHz, bo dla tych konkretnie kabli więcej mi nie trzeba. Pierwszy pomiar to RL przed gięciem a drugi po gięciu.

tyle zachodu żeby zrobić dwa przewody na KF....które zresztą podobne Ryszard ma po 20zł

Ja rozumiem, że to nie te dwa przewody tu są istotne, ale wziąłbyś chociaż napisał, że to na 10GHz przynajmniej.
Ostatnio na Signal Path był odcinek o przewodach to on tam pokazywał jak się faza zmienia od gięcia....ale na 10Mhz zmiana fazy...

impedancja:
https://youtu.be/u618CEYDvNI?t=754

i faza
https://youtu.be/u618CEYDvNI?t=1011

[SP3NYF]

Jako uzupełnienie do artykułu Pawła dla tych, co mogą mieć problem z wyszukaniem odpowiednich odnośników:

http://mikrofale.cafe/showthread.php?tid=342

[SQ1GQC]

Tomek,
W tym zastosowaniu izolacja i dopasowanie są wszystkim. Wyjście filtra bezodbiciowego ma dopasowanie na poziomie -40 dB na tej częstotliwości, dopasowanie wejścia ADC to też ponad -30 dB i nie mam ochoty tego zepsuć. Izolacja kanałów ADC to ponad 90 dB. A w analizatorze działającym w oparciu o cross-korelację zapewnienie izolacji kanałów to być albo nie być dla działania aplikacji. Tego kabelki za 20 PLN mogą nie zapewnić. Może by zapewniły, może nie. Nie mam ochoty z tym eksperymentować po poświęceniu dwóch lat pracy tej aplikacji, zastosowałem rozwiązanie co do którego mam pewność.
Jest jeszcze jedna kwestia. Odległości między złączami są tutaj małe. Rozwiązanie musi być dopasowane. Gotowego kabelka pasującego do tych dwóch złącz na 100% się nie znajdzie. A prostować i giąć od nowa? Mnie takie partyzanckie metody nie interesują.
To są dopiero 4 sztuki. Będę robił jeszcze 12 sztuk - dłuższych i z jednej strony zakończone gniazdem panelowym do semirigid (Johnson 142-0593-406 bulkhead jack). Część z nich "narażona' będzie na wyższe częstotliwości, w tym wypadku 6 GHz. Mogę pokazać różnice w stosunku do zarabiania wtyku. Nie zawsze niższe częstotliwości można traktować po macoszemu. Przynajmniej ja tak do tego nie podchodzę i powyżej uzasadniłem dlaczego.

[SQ5RWU]

A prostować i giąć od nowa? Mnie takie partyzanckie metody nie interesują.

Ave! Pawle, a czy mógłbyś, w ramach eksperymentu, pokazać co się stanie z takim kablem po jego wyprostowaniu? Oczywiście nie mam na myśli tutaj tych które polutowałeś właśnie, tylko jakiś przypadkowy? Bo intuicyjnie wydaje mi się, że wyniki będą kiepskie (ekran na pewno nie będzie dolegał "w tolerancji" do izolatora.

[SQ1GQC]

Oczywiście ze mogę. Jak będę na etapie pomiarów tych 12 kabli które zostały mi do zrobienia (teraz jestem na etapie numer 1 z mojej listy), to wyciągnę jakiś kabelek już pogięty i zmierzę go przed i po wyprostowaniu.

[SQ6RDP]

Nie widziałem nawet, że są takie narzędzia. Wow

[SP2FRY]

Trzeba przyjeżdżać na spotkania (wiem że nie zawsze pasuje).
Część z tych narzędzi Paweł pokazywał w Fojutowie.

[SQ6QV]

Odległości między złączami są tutaj małe. Rozwiązanie musi być dopasowane. Gotowego kabelka pasującego do tych dwóch złącz na 100% się nie znajdzie. A prostować i giąć od nowa? Mnie takie partyzanckie metody nie interesują.

No właśnie tłumacz dalej bo nie bardzo rozumiem...

Mamy przewód który robimy na wymiar, jest sztywny zarówno z zewnątrz i wewnątrz drut też, choćby ta zmiana fazy którą zmierzyłeś na 10MHz wynika wprost z tego, że tor radiowy się wydłużył.
A ty wyginasz ten przewód po polutowaniu?
Tego właśnie nie rozumiem.

Sądziłem, że ich prostowanie i ponowne wyginanie jest ryzykowne ze względu właśnie na to, że zmienisz długości żyły względem ekranu, a Ty i tak je gniesz po polutowaniu.

To czy tam nie znalazłbyś 12 przewodów odpowiedniej długości "do delikatnej poprawki" to uważam za dyskusyjne, ale nie o to tu chodzi.

Proszę porównaj swoją aparaturą - w tej aplikacji 10-100MHz zwykły przewód giętki teflonowy do tego semirigida, ja nie mam takiego sprzętu żebym zauważył różnicę, a mnie ciekawi czy jakaś jest.

---

No i jak masz taki miernik SMA to też mógłby pomękolić te przewody fabryczne np. takie
https://allegrolokalnie.pl/oferta/jumper...cm-sztywny

co się z nimi naprawdę dzieje po tym jak się je powygina na nowo

[SP3PGN]

---

No i jak masz taki miernik SMA to też mógłby pomękolić te przewody fabryczne np. takie
https://allegrolokalnie.pl/oferta/jumper...cm-sztywny

co się z nimi naprawdę dzieje po tym jak się je powygina na nowo

Czy te z linku  na pewno są SMA  a nie 2,92mm ?

Pozdrawiam

[SQ1GQC]

Cześć,
Wyginam po zlutowaniu, bo inaczej nie da się zamontować do fixture. Różnicę w przesunięciu fazowym zmierzyłem z czystej ciekawości jak gięcie przewodu wpływa na nią. O ile jest stała w mojej aplikacji nie wpływa na działanie. Wpływa za to tłumienie (pomijalne), dopasowanie i izolacja. Dziś nie mam za dużo czasu bo o 3:30 nad ranem jadę w 640 km podróż i chcę na chwilę jeszcze przyłożyć głowę do poduszki ale specjalnie jeden kabelek zmierzyłem.
   
   
   
Wnioski pozostawiam do wyciągnięcia samodzielnie. Przypomnę że dopasowanie wyjścia filtra na 10 MHz to około -40 dB. Izolację mogę zmierzyć po powrocie. Gięcie na odpowiedniej rolce zapewnia zachowanie przekroju okrągłego przewodu. Natomiast takie odkształcenie plastyczne jest dozwolone jednokrotnie. Chylę czoła przed tym, kto przywróci zgięty na małym promieniu kabelek do stanu prostego i przekroju kołowego. Ja się nie podejmuję.

[SQ6QV]

Dzięki za pomiar

[SQ1GQC]

Tak informacyjnie. Jeśli by ktoś chciał się zaopatrzyć w zestaw Omni Spectra T-200/500 to zdarzają się na ebay, warto śledzić. Ja ostatnio kupiłem kompletny, w niezłym stanie za 85 USD plus opłaty celno skarbowe i przesyłka. Był wystawiony za 99 USD, ale sprzedawca przyjął moją ofertę. Potrzebowałem wymienić jedne z narzędzi mojego zestawu ale nie pogardziłem kompletnym w podobnej cenie, będą elementy na zapas. Mając ten zestaw, piłę włosową z odpowiednio cienkim brzeszczotem, skalpel i jakieś rozwiązanie do gięcia (nie koniecznie tak skomplikowane jak moje) można _poprawnie_ wykonywać kable semirigid o grubości 0,141" i 0,086" z wtykami i gniazdami SMA produkcji TE-Connectivity, Omni Spectra, Macom, AMP, Tensolite i pewnie kilku innych firm. Tak wygląda:
   
A tutaj karta informacyjna z zawartością. Karta zawierała błędy, pomylone były numery poszczególnych blaszek dystansowych do lutowania pinów środkowych. Poprawiłem po weryfikacji mikrometrem. Są tu też numery zestawu, po których można szukać okazji.
   
Niebawem zabieram się za kontynuację wykonywania kabli do mojego przyrządu. Teraz to będą kable z wtykiem po jednej stronie a gniazdem po drugiej.