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测试附件和连接性

更新时间:2013-08-06        阅读:2265

  对所有的测试仪器而言,针对测试对象(DUT)并不是一个孤立的系统,需要相应的连接器或转换头以适应不同测试对象和理想测试结果的需要。好的测试附件采用的材料,并且具有很高的可靠性和寿命,来满足您的测试精度、速度和可靠性。

  一、通用测试附件
  种类繁多,一般针对不同的需要选用不同的附件,例:万用表表笔线、鳄鱼夹、测试钩、同轴

 

 

 

电缆、适配器、夹具、香蕉插头、插座、转换头阻抗匹配器等,同时并非所有的适配器、馈通终端等附件*相同,使用不好的产品会影响测量质量。

 

 

 

 准确度:
     1MHz-100MHz ±1%
     100MHz-300MHz ±3%
     300MHz-500MHz ±5%

图8 典型BNC连接阻抗

 

 

1 各种接头所需要的转矩值:

接 头

转矩:磅-英寸(牛顿-厘米)

精密7mm

12 (136)

精密3.5mm

8 (90)
5 (56)

SMA

连接阳性SMA和阴性精密3.5mm时要用SMA转矩值
连接阳性3.5mm和阴性精密SMA时要用3.5mm转矩值(8磅-英寸)

精密2.4mm

8 (90)

精密1.85mm

8 (90)

N型

N型接头一般会连接过紧,用转搬手时,建议用12磅-英寸

 

 

  二、IC连接性
  由于元件表面贴装技术(SMT)的发展,对于电子线路板(ECB)的设计和制造带来很多好处:增加了电路的密度、产品的可靠性和降低了组装的成本。
  但是由于减小了元件的尺寸,管脚的间距更紧密,同时由于线路板密度的增加,导致故障诊断和元件的互联更加困难,这样一些相应表面贴装技术的探测和互联装置应用而生,他们解决了检测表面贴装器件种种麻烦:不小心造成集成电路管脚短路、“焊接检测”细管脚所产生的机械和电气问题,在握持多个探头的同时还要操作仪器,插入和拔出的灵活性,对特殊元件的连接(例0.55mm的PQFP封装)
  IC连接性zui主要的标准:电气可靠性。一般采用测试钩与集成元件的管脚“两点接触法”,这样产生了冗余的物理联接,把短路部分增长,提高了连接的可靠性。

  三、射频和微波连接
  射频和微波由于其特殊性,连接技术比较复杂,下面简单论述:
  在射频和微波测量及应用中,有许多同轴连接头可以选用,每一种连接头都是为特定的目的和具体的应用而设计的。在微波测量中,频繁地连接或断开会影响接头的使用寿命,因此,应该认真地考虑接头问题。
  任何连接头的频率范围受限于同轴结构中,*个圆型波导传播模式的激励情况,减少外导体的直径可以提高zui高频率上限,用介质填充空气绝缘的部分,会降低上限频率并增加系统损耗。
  所有连接头的性能都受耦合接口质量的影响。如果内外导体的直径偏离了设计尺寸,电镀的表面质量差,或者连接处的接点间隔过大,则接口处的反射系数和电阻损耗就会增大,使性能变坏。
  有几种连接头,如APC-7,无阴阳之分,而大多数连接头都是阴性的,有开槽,在接口处会引入一个很小的感抗。这些开槽可以适应公差的变化,但影响重复性,而且在连接1000次之后会发生损坏,使用无槽连接头,能使感抗减少,重复性提高。
  下面对测试和测量中常用的连接头作一简要介绍。
  1. APC-7(7mm)型连接头
  APC-7(Amphenol Precision-7mm)在频率高达18GHz的接头中,反向系数zui小,测量的重复性,是由HP和Amphenol公司于1960年共同研制而成的。这种接头没有阴性阳性之分,在实际应用中被认为是用的一种接头,特别适合在计量和校准中使用。
  2. N型连接头
  N型(Navy)50Ω接头于1940年出现,主要是在4GHz以下的军用系统中使用。1960年进行了改进,工作频率提高到12GHz,后来又提高到18GHz,有些75Ω的产品也采用了N型设计,其内导体的直径较小,因此和50Ω的连接头是不相容的。
  3. SMA型连接头
  SMA属于小型头(Subminiature A),由BendixScintilla公司设计,是zui常用的RF微波接头之一。这种接头主要用于半钢电缆和固定连接的部件中。大多数SMA连接头的反向系数比其它可用于24GHz的连接头要大,这是因为SMA的介质支撑固定起来比较困难。
  4. 3.5mm连接头
  3.5mm的连接头主要是由HP公司开发的,早期由Amphenol生产。该产品的设计目标是:在尺寸上和通常的SMA一致,而物理接口则列坚固耐用,工作频率可高达34GHz。
  5. 2.92mm连接头
  2.92mm的连接头在尺寸上和SMA及3.5mm相一致,但工作频率可高达40GHz。
  6. 2.4mm连接头
  2.4mm的连接头是由HP、Ampheenol和M/A-COM共同开发的产品,工作频率达50GHz。该种接头在设计上增加了外壁的厚度,增强了阴性销钉,因而不象SMA和2.92mm接头那样容易损坏。借助于精密适配器,该接头可以和SMA、2.5mm和2.9mm等接头相配对2.4mm的产品有三个质量等级:通用型,仪器型和计量型。通用型适合在部件、电缆和微带中使用,因为在这些场合下,连接不经常,对重复性要求不高,比较经济。仪器在测量中使用,因为在测量中,重复性和长寿命首先要考虑的问题。计量型用来校准,因为校准时对接头的性能和重复性要求zui高。
  7. 1.85mm连接头
  1.85mm的连接是由Agilent公司于80年代中期开发的产品,其工作频率高达60GHz。为了支持连接头的标准化,Agilent公司于1988年将这一接头的设计公开化,目前只有少数接工作,1.85mm的连接头和1.4mm的连接头可以互相连接,强度也一样。许多专家认为,在工作频率高达60GHz的同轴连接头,这种接头已经是zui小的了。
  8. 1.0mm连接头
  设计这种接头是为了使传输的信号频率可以一直到110GHz,这种1.00mm连接头,互相连接时灵活而可靠,是精密制造业取得显著成就的结果。
  9. BNC型连接头
  BNC (Bayonet Navyconnector)连接头当初主要是以军用为目的,目前它已经在视频和RF方面得到了广泛的应用,工作频率可高达2GHz。在4GHz以上,开槽可能会辐射信号。BNC连接头目前有50Ω和75Ω两种,螺纹连接型 (TNC)解决了信号泄漏的问题,工作频率可高达12GHz。
  10. SMC型连接头
  比SMA接头小得多,它非常适合在空间受限制,泄漏要小且圆定连接的场合使用,工作频率一般可达7GHz。
  接头的维护与使用
  虽然各公司的许多RF/微波接头在设计上都考虑到了其机械接口的准确性和坚固性,但在使用中,经常清洁接口是十分必须的,同时在拧紧时加到螺母上的转矩大小也要适当,以保证阳性触头肩部与阻性触指之间的间隔为zui小。只有这样,才能保证有良好的信号连接特性。图9为各种频率下反向系数随触点间隔变化的情况。
  为了保证触点间隔为zui小,又不能用力过大,影响接头的寿命,必须小心地用一定大小的转矩施加于螺母,表1所示,为各种接头所需要的转矩矩数值。

 

 

 

 

 

 

 

 

图10 SMA和精密3.5mm
互相连接时的驻波比(SWR)

 

触点间隔(英寸)

图9 N型接头的反射系数受触点间隔影响

 

 

 

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