Connettori: a vite, a crimpare, a compressione

I Connettori questi sconosciuti

Il componente di un impianto di ricezione TV o SAT a cui spesso viene data poca importanza, è senza dubbio il connettore, da molti considerato elemento trascurabile ai fini di una buona distribuzione dei segnali.

 

In realtà una connessione non eseguita a regola d’arte può essere causa di gravi disturbi sulla rete distributiva tanto da comprometterne la funzionalità. È stato infatti appurato che il 75% dei problemi relativi alla distribuzione (in reti CATV) deriva dalle così dette “drop installation”, ossia installazioni all’interno degli edifici, e che almeno la metà di questi siano dovuti a problemi di connessione Causa diretta di tali problemi possono essere fenomeni quali:

• L’effetto fantasma, per segnali analogici
• Incremento del Bit Error Rate in presenza di segnali digitali
• Difetti sul televideo
• Deterioramento del rapporto segnale/rumore

Questi sono solo alcuni degli effetti causati dall’uso di connettori scadenti, nonché dal cattivo montaggio degli stessi.

Qui di seguito si cercherà di fare maggiore chiarezza in merito , cercando di illustrare brevemente quali potrebbero essere i parametri elettrici che identificano un buon connettore F nonché pregi e difetti delle due principali famiglie di prodotto reperibili in commercio.

• connettori a vite – pratici da intestare (è sufficiente avvitarli sul cavo opportunamente predisposto), non necessitano di particolari attrezzi per il loro montaggio, risultano essere estremamente economici ed affidabili anche se non hanno le stesse qualità elettriche e meccaniche di quelli a crimpare.
• connettori a crimpare – tecnicamente molto validi,disponibili anche in versioni ” a tenuta stagna ” per installazioni in ambienti critici, sono certamente la soluzione più professionale. Contrariamente ai “cugini” a vite necessitano di attrezzi aggiuntivi per un corretto montaggio. Non sono adattabili a diversi diametri di cavo.
• connettori a compressione – connettore di nuova concezione, il cosiddetto connettore a compressione, la cui particolare caratteristica è di essere stagno, ovvero a tenuta d’acqua. Detto connettore assolve questa caratteristica grazie alla uniforme pressione che il suo corpo centrale esercita sulla guaina del cavo, dopo essere stato compresso con un’apposita pinza e grazie alla presenza di un anello O-Ring nella sua apertura frontale. Se ne suggerisce l’uso in tutte le installazioni in ambienti critici e ostili, siano esse all’esterno, in ambienti con accentuata presenza di umidità e dove ci sia pericolo di allagamento.

Tra gli operatori CATV è risaputo che i connettori in ottone possono essere utilizzati sia con cavi in rame sia con cavi in alluminio, mentre i connettori in alluminio possono essere utilizzati solo con cavi in alluminio.
Tutti i connettori Cabelcon subiscono un particolare trattamento galvanico chiamato NITIN in grado di garantire il mantenimento delle caratteristiche elettromeccaniche anche dopo  1000 ore di esposizione in ambiente umido con salinità superiore al 5%.

Rispondenza alle normative.
Un connettore coassiale pensato per essere impiegato in impianti di distribuzione di segnali TV/SAT sia analogici che digitali, deve rispondere alle seguenti caratteristiche in accordo con le Norme CEI 169-24 (vedi tabella).

Valutazione delle condizioni ambientali di impiego.

L’ossidazione è uno dei problemi più comuni nonché fonte di grossi problemi quando si realizzano delle connessioni.

La presenza di umidità (sempre presente nell’atmosfera) tra la superficie del connettore e lo schermo del cavo causa la formazione di uno strato di ossido tra le due superfici di contatto (tipo sandwich) con tutti i problemi che ne derivano.
A tale problema sono naturalmente più esposti i connettori a vite in quanto, per loro natura, non possono essere a tenuta ermetica. Il fenomeno viene ben evidenziato nella foto a lato.

La presenza di ossido causa:

Aumento della resistenza di contatto con conseguente aumento dei valori di attenuazione
Forte degrado dell’efficienza di schermatura
Cattivo adattamento di impedenza, particolarmente importante per i segnali digitali
Falsi contatti

 La foto a lato mostra il grado di degrado del cavo successivo all’utilizzo di un connettore F ad avvitare

il connettore ad avvitare oltre a non essere impermeabile, non garantisce stabilità al contatto, infatti anche se realizzati a regola d’arte tendono a

 

 

Differentemente, alcuni connettori a crimpare, denominati EPA, hanno una conformazione tale da rendere la connessione perfettamente impermeabile secondo le direttive IP 6

Requisiti di un buon connettore:
Un connettore tipo F per cavo coassiale pensato per essere impiegato anche nella diffusione di segnali satellite analogici e digitali dovrebbe soddisfare almeno i seguenti parametri elettrici :

 

Realizzazione meccanica secondo norma CEI IEC 169-24
Impedenza	75 Ohm +/- 4%
Return Loss (IEC 169.1.1)	≥ 24 dB a 860 MHz ≥ 20 dB a 2000 MHz
Tensione di prova	1000 Vac / 1 minuto
Resistenza di isolamento	≥ 100 GΩ
Perdita di inserzione	≤ O,2 dB a 860 MHz
Efficienza di schermatura	≥ 75 dB a 860 MHz
Frequenza di lavoro	5 – 2150 MHz

Vediamo ora quali errori vengono comunemente commessi e quali conseguenze comportano sull’economia dell’impianto d’antenna.

1 – Non esistono connettori universali

• E’ necessario utilizzare un connettore dimensionalmente appropriato per ogni tipo di cavo.
• E’ invece comune la tendenza,specialmente con connettori a vite,ad adattare un solo connettore a diversi diametri di cavo(dai 5,0mm sino ai 6,8mm)ricorrendo ai più disparati espedienti.
• Questo,ovviamente, a scapito delle caratteristiche meccaniche ed elettriche del cavo che in alcuni casi viene letteralmente deformato.Utilizzando i connettori a crimpare è impossibile adattare lo stesso connettore a cavi aventi un diametro differente da quello per il quale il connettore è stato realizzato.

– Preparazione del cavo non corretta
Una adeguata cura nella fase di intestazione e spellatura del cavo da intestare (lunghezza della spellatura,corretto posizionamento della treccia,ecc) è indispensabile al fine di evitare banali inconvenienti quali:

• • Corto circuiti
• • Scarsa tenuta del connettore
• • Falsi contatti

Inoltre,un pessimo contatto tra lo schermo del cavo e il corpo del connettore è causa di pericolosi disadattamenti di impedenza con conseguente:

• • Perdita di segnale
• • Nascita di onde stazionarie
• • Peggioramento del bit error rate(BER)

Anche in questo caso il connettore a crimpare garantisce un margine di errore decisamente inferiore garantendo contatti assolutamente perfetti.
Non è raro,invece,trovare cavi in cui la treccia sia stata totalmente stritolata dalla filettatura di connettori a vite male installati o dimensionalmente inadatti!!

2 – Valutazione delle condizioni ambientali

E’ importantissimo utilizzare il connettore più adeguato in funzione delle condizioni ambientali in cui questo dovra’ operare. Un connettore per esterni deve garantire un grado di protezione molto maggiore di un connettore della stessa famiglia utilizzato in un ambiente protetto quale per esempio l’interno di un appartamento.Un connettore utilizzato in presenza di aria salmastra deve essere realizzato utilizzando materiali nobili e poi protetto da un trattamento galvanico che ne preservi le caratteristiche nel tempo.
L’umidità,sempre presente nell’atmosfera anche se in percentuale differente da luogo a luogo , è spesso causa di effetti indesiderati quali:

• • formazione di uno strato di ossido tra il connettore e lo schermo del cavo(come un sandwich:metallo-ossido-metallo), ciò produce un effetto paragonabile alla giunzione di un diodo. Conseguenze immediate sono l’aumento della resistenza e quindi dei valori di attenuazione,significativo peggioramento dei valori di schermatura per arrivare in casi estremi(grossi impianti CATV) alla generazione di segnali indesiderati ,fenomeno noto con il nome di PIM (passive internal modulation).
• • fenomeni di ossidazione tali da compromettere in maniera irreparabile lo schermo del cavo (VEDI fig.2)nonché accentuare la generazione di reazioni elettrochimiche che provocano la trasmigrazione del metallo per differenza di potenziale,con conseguente degenerazione della trasmissione del segnale.Questo fenomeno è tanto più marcato quanto più la materia prima utilizzata per la produzione del connettore è inadeguata.
• • Infiltrazioni di umidità all’interno del connettore sono causa di deterioramento dello schermo e del conduttore centrale del cavo coassiale. Conseguenza immediata sono :
  1. Aumento della resistenza di contatto
  2. Peggioramento dell’efficienza di schermatura
  3. Aumento delle perdite di passaggio

3 – Come prevenire tutte queste problematiche?

• Utilizzando un connettore dimensionalmente adeguato al tipo di cavo che ci si accinge ad intestare;
• Utilizzare connettori prodotti in ottone, in quanto questo possiede un potenziale elettrochimico molto vicino al rame e all’alluminio ,evitando così di dar vita a fenomeni di ossidazione dovuti a differenze di potenziale;
• Seguire scrupolosamente le istruzioni di montaggio suggerite dai costruttori, sia per i modelli a vite che per i modelli a crimpare;
• Non tentare di crimpare i connettori utilizzando attrezzi impropri quali tenaglie, pinze e così via, bensì adottare l’ apposita crimpatrice, prestando molta attenzione alle diverse sezioni di crimpaggio, onde evitare di recar danni strutturali al connettore e al cavo;
• Nel caso di installazioni particolarmente critiche all’esterno, in tubazioni interrate o in presenza di agenti in grado di intaccare il materiale di cui è composto il connettore si deve ricorrere all’uso di connettori che garantiscano una elevata tenuta stagna (tipo serie EPA prodotto da CabelCon) e che siano opportunamente trattati. Gli EPA sono connettori a crimpare di tipo F e non solo, realizzati per superare le condizioni di posa più sfavorevoli: infatti, grazie al loro particolare disegno esagonale che gli permette di aderire in maniera ottimale alla guaina del cavo, garantiscono un assoluto grado di protezione all’umidità tale da essere classificati come IP67.

4 – In conclusione, è d’obbligo fare due considerazioni:

• Quanto incide il costo di un connettore (sia esso a vite piuttosto che a crimpare) sull’economia di un impianto?
• Quanto costa tornare su di un’impianto per risolvere problemi banali dovuti a connessioni approssimative?

Rivalutare il connettore, un componente che seppur così irrilevante nell’economia dell’impianto può generare costi e disservizi tali da vanificare la scelta economica.