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測(cè)試附件和連接性

更新時(shí)間:2013-08-06        閱讀:2456

  對(duì)所有的測(cè)試儀器而言,針對(duì)測(cè)試對(duì)象(DUT)并不是一個(gè)孤立的系統(tǒng),需要相應(yīng)的連接器或轉(zhuǎn)換頭以適應(yīng)不同測(cè)試對(duì)象和理想測(cè)試結(jié)果的需要。好的測(cè)試附件采用的材料,并且具有很高的可靠性和壽命,來(lái)滿足您的測(cè)試精度、速度和可靠性。

  一、通用測(cè)試附件
  種類(lèi)繁多,一般針對(duì)不同的需要選用不同的附件,例:萬(wàn)用表表筆線、鱷魚(yú)夾、測(cè)試鉤、同軸

 

 

 

電纜、適配器、夾具、香蕉插頭、插座、轉(zhuǎn)換頭阻抗匹配器等,同時(shí)并非所有的適配器、饋通終端等附件*相同,使用不好的產(chǎn)品會(huì)影響測(cè)量質(zhì)量。

 

 

 

 準(zhǔn)確度:
     1MHz-100MHz ±1%
     100MHz-300MHz ±3%
     300MHz-500MHz ±5%

圖8 典型BNC連接阻抗

 

 

1 各種接頭所需要的轉(zhuǎn)矩值:

接 頭

轉(zhuǎn)矩:磅-英寸(牛頓-厘米)

精密7mm

12 (136)

精密3.5mm

8 (90)
5 (56)

SMA

連接陽(yáng)性SMA和陰性精密3.5mm時(shí)要用SMA轉(zhuǎn)矩值
連接陽(yáng)性3.5mm和陰性精密SMA時(shí)要用3.5mm轉(zhuǎn)矩值(8磅-英寸)

精密2.4mm

8 (90)

精密1.85mm

8 (90)

N型

N型接頭一般會(huì)連接過(guò)緊,用轉(zhuǎn)搬手時(shí),建議用12磅-英寸

 

 

  二、IC連接性
  由于元件表面貼裝技術(shù)(SMT)的發(fā)展,對(duì)于電子線路板(ECB)的設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)很多好處:增加了電路的密度、產(chǎn)品的可靠性和降低了組裝的成本。
  但是由于減小了元件的尺寸,管腳的間距更緊密,同時(shí)由于線路板密度的增加,導(dǎo)致故障診斷和元件的互聯(lián)更加困難,這樣一些相應(yīng)表面貼裝技術(shù)的探測(cè)和互聯(lián)裝置應(yīng)用而生,他們解決了檢測(cè)表面貼裝器件種種麻煩:不小心造成集成電路管腳短路、“焊接檢測(cè)”細(xì)管腳所產(chǎn)生的機(jī)械和電氣問(wèn)題,在握持多個(gè)探頭的同時(shí)還要操作儀器,插入和拔出的靈活性,對(duì)特殊元件的連接(例0.55mm的PQFP封裝)
  IC連接性zui主要的標(biāo)準(zhǔn):電氣可靠性。一般采用測(cè)試鉤與集成元件的管腳“兩點(diǎn)接觸法”,這樣產(chǎn)生了冗余的物理聯(lián)接,把短路部分增長(zhǎng),提高了連接的可靠性。

  三、射頻和微波連接
  射頻和微波由于其特殊性,連接技術(shù)比較復(fù)雜,下面簡(jiǎn)單論述:
  在射頻和微波測(cè)量及應(yīng)用中,有許多同軸連接頭可以選用,每一種連接頭都是為特定的目的和具體的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。在微波測(cè)量中,頻繁地連接或斷開(kāi)會(huì)影響接頭的使用壽命,因此,應(yīng)該認(rèn)真地考慮接頭問(wèn)題。
  任何連接頭的頻率范圍受限于同軸結(jié)構(gòu)中,*個(gè)圓型波導(dǎo)傳播模式的激勵(lì)情況,減少外導(dǎo)體的直徑可以提高zui高頻率上限,用介質(zhì)填充空氣絕緣的部分,會(huì)降低上限頻率并增加系統(tǒng)損耗。
  所有連接頭的性能都受耦合接口質(zhì)量的影響。如果內(nèi)外導(dǎo)體的直徑偏離了設(shè)計(jì)尺寸,電鍍的表面質(zhì)量差,或者連接處的接點(diǎn)間隔過(guò)大,則接口處的反射系數(shù)和電阻損耗就會(huì)增大,使性能變壞。
  有幾種連接頭,如APC-7,無(wú)陰陽(yáng)之分,而大多數(shù)連接頭都是陰性的,有開(kāi)槽,在接口處會(huì)引入一個(gè)很小的感抗。這些開(kāi)槽可以適應(yīng)公差的變化,但影響重復(fù)性,而且在連接1000次之后會(huì)發(fā)生損壞,使用無(wú)槽連接頭,能使感抗減少,重復(fù)性提高。
  下面對(duì)測(cè)試和測(cè)量中常用的連接頭作一簡(jiǎn)要介紹。
  1. APC-7(7mm)型連接頭
  APC-7(Amphenol Precision-7mm)在頻率高達(dá)18GHz的接頭中,反向系數(shù)zui小,測(cè)量的重復(fù)性,是由HP和Amphenol公司于1960年共同研制而成的。這種接頭沒(méi)有陰性陽(yáng)性之分,在實(shí)際應(yīng)用中被認(rèn)為是用的一種接頭,特別適合在計(jì)量和校準(zhǔn)中使用。
  2. N型連接頭
  N型(Navy)50Ω接頭于1940年出現(xiàn),主要是在4GHz以下的軍用系統(tǒng)中使用。1960年進(jìn)行了改進(jìn),工作頻率提高到12GHz,后來(lái)又提高到18GHz,有些75Ω的產(chǎn)品也采用了N型設(shè)計(jì),其內(nèi)導(dǎo)體的直徑較小,因此和50Ω的連接頭是不相容的。
  3. SMA型連接頭
  SMA屬于小型頭(Subminiature A),由BendixScintilla公司設(shè)計(jì),是zui常用的RF微波接頭之一。這種接頭主要用于半鋼電纜和固定連接的部件中。大多數(shù)SMA連接頭的反向系數(shù)比其它可用于24GHz的連接頭要大,這是因?yàn)镾MA的介質(zhì)支撐固定起來(lái)比較困難。
  4. 3.5mm連接頭
  3.5mm的連接頭主要是由HP公司開(kāi)發(fā)的,早期由Amphenol生產(chǎn)。該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo)是:在尺寸上和通常的SMA一致,而物理接口則列堅(jiān)固耐用,工作頻率可高達(dá)34GHz。
  5. 2.92mm連接頭
  2.92mm的連接頭在尺寸上和SMA及3.5mm相一致,但工作頻率可高達(dá)40GHz。
  6. 2.4mm連接頭
  2.4mm的連接頭是由HP、Ampheenol和M/A-COM共同開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品,工作頻率達(dá)50GHz。該種接頭在設(shè)計(jì)上增加了外壁的厚度,增強(qiáng)了陰性銷(xiāo)釘,因而不象SMA和2.92mm接頭那樣容易損壞。借助于精密適配器,該接頭可以和SMA、2.5mm和2.9mm等接頭相配對(duì)2.4mm的產(chǎn)品有三個(gè)質(zhì)量等級(jí):通用型,儀器型和計(jì)量型。通用型適合在部件、電纜和微帶中使用,因?yàn)樵谶@些場(chǎng)合下,連接不經(jīng)常,對(duì)重復(fù)性要求不高,比較經(jīng)濟(jì)。儀器在測(cè)量中使用,因?yàn)樵跍y(cè)量中,重復(fù)性和長(zhǎng)壽命首先要考慮的問(wèn)題。計(jì)量型用來(lái)校準(zhǔn),因?yàn)樾?zhǔn)時(shí)對(duì)接頭的性能和重復(fù)性要求zui高。
  7. 1.85mm連接頭
  1.85mm的連接是由Agilent公司于80年代中期開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品,其工作頻率高達(dá)60GHz。為了支持連接頭的標(biāo)準(zhǔn)化,Agilent公司于1988年將這一接頭的設(shè)計(jì)公開(kāi)化,目前只有少數(shù)接工作,1.85mm的連接頭和1.4mm的連接頭可以互相連接,強(qiáng)度也一樣。許多專(zhuān)家認(rèn)為,在工作頻率高達(dá)60GHz的同軸連接頭,這種接頭已經(jīng)是zui小的了。
  8. 1.0mm連接頭
  設(shè)計(jì)這種接頭是為了使傳輸?shù)男盘?hào)頻率可以一直到110GHz,這種1.00mm連接頭,互相連接時(shí)靈活而可靠,是精密制造業(yè)取得顯著成就的結(jié)果。
  9. BNC型連接頭
  BNC (Bayonet Navyconnector)連接頭當(dāng)初主要是以軍用為目的,目前它已經(jīng)在視頻和RF方面得到了廣泛的應(yīng)用,工作頻率可高達(dá)2GHz。在4GHz以上,開(kāi)槽可能會(huì)輻射信號(hào)。BNC連接頭目前有50Ω和75Ω兩種,螺紋連接型 (TNC)解決了信號(hào)泄漏的問(wèn)題,工作頻率可高達(dá)12GHz。
  10. SMC型連接頭
  比SMA接頭小得多,它非常適合在空間受限制,泄漏要小且圓定連接的場(chǎng)合使用,工作頻率一般可達(dá)7GHz。
  接頭的維護(hù)與使用
  雖然各公司的許多RF/微波接頭在設(shè)計(jì)上都考慮到了其機(jī)械接口的準(zhǔn)確性和堅(jiān)固性,但在使用中,經(jīng)常清潔接口是十分必須的,同時(shí)在擰緊時(shí)加到螺母上的轉(zhuǎn)矩大小也要適當(dāng),以保證陽(yáng)性觸頭肩部與阻性觸指之間的間隔為zui小。只有這樣,才能保證有良好的信號(hào)連接特性。圖9為各種頻率下反向系數(shù)隨觸點(diǎn)間隔變化的情況。
  為了保證觸點(diǎn)間隔為zui小,又不能用力過(guò)大,影響接頭的壽命,必須小心地用一定大小的轉(zhuǎn)矩施加于螺母,表1所示,為各種接頭所需要的轉(zhuǎn)矩矩?cái)?shù)值。

 

 

 

 

 

 

 

 

圖10 SMA和精密3.5mm
互相連接時(shí)的駐波比(SWR)

 

觸點(diǎn)間隔(英寸)

圖9 N型接頭的反射系數(shù)受觸點(diǎn)間隔影響

 

 

 

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