BNCコネクタ

BNCコネクタの詳細解説

BNCコネクタは、同軸ケーブルで使用される小型の無線周波数（RF）コネクタで、その特徴はバヨネットロック機構による迅速な接続と切断です。このコネクタは、ラジオ、テレビ、試験機器、ビデオ信号伝送など、広範な分野で利用されており、特に初期のコンピュータネットワークでは、アークネットや10BASE2イーサネットといったシステムで広く採用されていました。

インターフェースと規格

BNCコネクタのインターフェース仕様は、MIL-STD-348で参照することができます。メスコネクタには2つのバヨネットラグがあり、カップリングナットを1/4回転させるだけで完全に嵌合します。BNCコネクタは、通常4GHz以下の周波数と500ボルト未満の電圧で動作するように設計されており、50オームまたは75オームのケーブルの特性インピーダンスに対応しています。ただし、アークネットで使用される93オームのような他のインピーダンスも存在します。

幅広い用途

BNCコネクタは、元々軍事用途向けに開発されましたが、その信頼性の高さから、現在では2GHzまでのビデオおよびRF用途で広く利用されています。構造的には、スロット付きの外部導体と、オスメスそれぞれにプラスチックの誘電体が用いられています。この誘電体は、高周波での損失増加の原因となりますが、4GHzを超える周波数でも使用可能です。ただし、11GHz程度までは信号の安定性が保証されないことがあります。

具体的には、以下のような用途でBNCコネクタが利用されています。

• - アナログおよびシリアルデジタルインターフェースのビデオ信号
• - ラジオアンテナ
• - 航空宇宙電子機器（アビオニクス）
• - 核計装
• - 電気計測機器
• - 商用ビデオ機器のコンポジットビデオ

特に、レコーディングスタジオでは、デジタル録音機器がワードクロックのタイミング信号を送信する際に、BNC接続が重要な役割を果たしています。一般的に、オスコネクタはケーブルに取り付けられ、メスコネクタは機器のパネルに取り付けられます。ケーブルコネクタは、専用の工具を使用して圧着するように設計されています。

BNCコネクタの起源

BNCという名称は、「バヨネット(Bayonet)」、「ニール(Neill)」、「コンセルマン(Concelman)」という3つの要素から成り立っています。バヨネットマウントロック機構と、コネクタの発明者であるポール・ニール（ベル研究所勤務、Nコネクタの発明者）とカール・コンセルマン（Amphenol勤務、Cコネクタの発明者）に由来します。

BNCコネクタ開発の基礎は、ペンシルベニア大学のムーア電気工学スクール卒業生であるオクタビオ・M・サラティの業績に大きく依存しています。彼は1945年に、波の反射/損失を最小限に抑える同軸ケーブル用コネクタの特許を申請し、1951年に認められました。

種類と互換性

BNCコネクタには、主に50オームと75オームの2種類のインピーダンスが存在し、それぞれ特性インピーダンスが一致するケーブルと組み合わせて使用します。75オームのものは、嵌合端の誘電体が少ないか存在しないことで区別できる場合がありますが、この方法は必ずしも信頼できるとは限りません。かつては75オームのコネクタを赤色で着色する試みも行われましたが、標準にはなりませんでした。75オームのコネクタは、50オームのものとわずかに寸法が異なりますが、互いに接続することは可能です。

一般的に、50オームのコネクタは最大4GHzの周波数で使用するように指定されており、75オームのものは最大2GHzで使用するように指定されています。ビデオ（特にHDビデオ信号）やDS3 Telcoの中央局では主に75オームのBNCコネクタが使用され、データおよびRF用途では50オームのコネクタが使用されます。また、多くのVHF受信機は75オームのアンテナ入力を備えているため、75オームのBNCコネクタが使用されることもあります。

逆極性BNC（RP-BNC）は、インターフェースの極性を逆にしたBNCコネクタのバリエーションです。通常メス接点を持つジャックがオス接点を持つプラグとなり、その逆も同様です。これにより、逆極性インターフェースが標準インターフェースと結合することを防ぎます。SHVコネクタは、この逆極性構成を用いた高電圧BNCのバリエーションです。

さらに、ミニBNCや高密度BNC（HD BNC）と呼ばれる小型のBNCコネクタもAmphenol社によって製造されています。これらのコネクタは、元のBNCコネクタの電気的特性を維持しながら、占有面積を小さくすることで、回路基板や機器の背面板での実装密度を高めることができます。HDビデオ用途に適した、真の75オームのインピーダンスを備えています。

異なるインピーダンスのBNCコネクタは、IEC 60169-8規格に準拠しており、非破壊的に嵌合可能です。ただし、10MHz未満の周波数ではインピーダンスの不整合による影響はごくわずかですが、これ以上の周波数では信号の反射を引き起こす可能性があります。BNCコネクタは、元々あらゆるインピーダンスのケーブルで使用するために50オームでのみ製造されていました。

まとめ

BNCコネクタは、その汎用性と使いやすさから、様々な分野で不可欠な存在となっています。異なるインピーダンスや形状のバリエーションが存在するため、用途に応じた適切なコネクタを選択することが重要です。

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