NI テスト装置でのRFコネクタケア

装置を使用する前に、コネクタとテスト装置の寿命を延ばすために以下の注意事項に従ってください。

• テスト装置を使用しない場合は、ダストカバーを保存して適切なコネクタに取り付けます。同軸コネクタ付きの製品には、汚染物質による接続の劣化を防止するためのダストカバーが同梱されています。
• 同軸コネクタはESDセーフビンに保管してください。アダプタおよびケーブルはESDに敏感ではありませんが、テスト装置に転送可能な電荷を生成することができます。ESDセーフビンを使用すると、電荷移動の可能性を低減できます。また、装置付近の非ESD材料の量も減少します。

適切な高周波測定を行う最初の段階では、デバイスのフロントパネルコネクタとそれに接続されたコネクタを使用します。多くの場合、計測器への接続に最もアクセスしやすいケーブルとコネクタを使用します。これにより、通常は信頼性の高い測定が可能になります。ただし、計測器とDUT間に存在するすべてのアダプタ、コネクタ、およびケーブルは、測定に不確定性を追加します。高周波数またはノイズに近い周波数では、これらの不確定性が測定に大きな影響を与えます。不確定要素を減らすには、アダプタとケーブルを適切に選択する必要があります。

ケーブルおよびアダプタを選択する際は、注意が必要です。選択した機器の整合性を確認してください。ケーブルの完全性は、経年変化、不適切な使用、汚染物質によって低下する可能性があります。ケーブルおよびアダプタからの汚れは、テスト装置の入力コネクタに容易に転送されます。図1は、汚染されたケーブルの例を示しています。

図1:汚染SMAケーブル

図1に示す金属ファイバはすべて、測定における不確定要素の1つです。ファイバは接触するコネクタを汚染しませんが、非常に磨耗し、両方のコネクタの嵌合面に接地されるだけでなく、より多くの汚染物質を生成する可能性があります。低周波数で汚染物質を含むコネクタを使用しても問題は発生しませんが、高周波数で汚染物質を含むコネクタを使用すると適合しません。測定の品質は、測定システム全体のマッチに依存します。マッチはさまざまなコンポーネントの特性インピーダンスに依存します。ケーブルの特性インピーダンスは、図2に示すように、中心導体の直径と外部導体の直径の比率に依存します。

図2:コネクタの特性インピーダンス

図2の式から、小さな金属ファイバが外部導体の直径を小さくする働きをし、高周波測定が不連続になります。

図3および図4は、不連続性が高周波測定にどのように悪影響を与えるかを示します。

図3は、ネットワークアナライザで測定された50 Ωの同軸セミリジッドケーブルを示します。 図4は、最大約6 GHzまでのケーブルの周波数応答を示します。

図3: 複数の屈曲と意図的な圧着があるケーブル

図4:曲げのみによるケーブルの周波数応答

ケーブルはコネクタの近くに意図的に圧着されています（赤丸）。図5は、圧着なしの元のケーブルと比較した、圧着付きケーブルの応答を示します。大きな不連続部分と性能の低下は、その圧着によって発生し、外部導体を内部導体に近づけて特性インピーダンスを変更します。影響は測定のごく一部にとどまらないが、測定の全範囲にわたって影響を見ることができる。

図5:曲げと圧着によるケーブルの周波数応答

コネクタインタフェースが汚染されている場合、パフォーマンスの低下は緩和されます。

ケーブルとコネクタの手入れに関する注意事項をいくつか示します。

• 汚染物質がコネクタに付着
• 汚染物質がメイトコネクタに「感染」する
• 汚染物質は高価な機器を破損する原因となる
• 汚染物質は高周波で不連続性を引き起こす
• 正確なRF測定には適切な接続が重要
• コネクタの汚れや破損は確度と再現性の重要な要因

すべての予防措置を講じているにもかかわらず、アダプタやケーブルが汚れる可能性があります。その場合は、掃除が必要です。以下のセクションの手順は、コネクタとケーブルを掃除する際の一般的なガイドラインとして使用します。

コネクタを適切に掃除するには、以下の材料が必要です。

• クリーンで乾いた缶詰空気または窒素源
• 虫眼鏡
• 糸くずのない綿棒
• イソプロピルアルコール
• 爪楊枝
  1. 缶詰の空気または窒素で緩んでいるゴミを吹き飛ばします。コネクタに直接息を吹きかけると、破片がよりしっかりと付着する可能性があります。コネクタ面に息を吹きかけます。コンプレッサの使用は推奨されませんが、必要に応じて、コンプレッサに水フィルタ、オイルフィルタ、および乾燥機があることを確認してください。缶またはコンプレッサから圧縮空気を使用する際は、保護アイウェアを必ず着用してください。圧縮空気は、空気誘電体を使用してコネクタを掃除する最も安全な方法です。
  2. 虫眼鏡を使用してコネクタを確認します。それでも汚れが付着している場合は、糸くずのない、泡のついた綿棒（綿棒ではない）で汚れを取り除きます。綿棒は、繊維が残っていて見えにくいものです。綿棒で表面をやさしく拭きます。圧力がかかりすぎると、コネクタの奥に破片が埋め込まれる可能性があります。空気誘電体のあるコネクタではこの手順を実行しないでください。
     メモ:綿棒を使用する場合、コネクタはピン上ではなく、中央のピンを中心に円を描くように掃除してください。）
  3. コネクタを再度確認し、それでも掃除が必要な場合は、99.5%イソプロピルアルコールを含む発泡スタブを通気の良い場所で使用してください。綿棒に少量のアルコールを塗布します。コネクタに直接アルコールを塗布しないでください。綿棒で表面をやさしく拭きます。空気誘電体のあるコネクタではこの手順を実行しないでください。
• メモ: 綿棒を使用する場合は、コネクタをピン上ではなく、中央のピンを中心に円を描くように掃除してください。
  コネクタを再度確認し、コネクタが汚染されている場合は、少量のアルコールを塗布した非常に小さな爪楊枝を使用する必要があります。爪楊枝を使用して掃除する場合は、拡大鏡を使用し、コネクタを破損しないように細心の注意を払ってください。

上記の手順を完了してもコネクタの掃除が成功しない場合は、そのコネクタを使用しないでください。

トルクレンチは、必ず使用するコネクタタイプに適した設定を使用してください。トルクが高すぎると、嵌合面が変形し、ミスマッチが発生する可能性があります。トルクが不十分だと、接続不良が発生してミスマッチが発生する可能性があります。必ず推奨トルク値にトルク接続してください。トルクレンチを使用すると、測定の再現性が向上します。

表1:推奨トルク値

キャリブレーション済みSMAトルクレンチを適切に使用するには、以下の手順に従ってください。

1. コネクタ六角ナットの周りにレンチを合わせ、滑らかで安定した動作を使用してトルクレンチに力を加えます。
   注意:図6に示すように、レンチハンドルの緑のゾーンの外側の部分を押さえて力を加えないでください。また、レンチに他のレバーエイドを使用しないでください。
2. ブレークポイントの後、45度の角度に達する前に、力を加えるのを停止します。あらかじめ設定されたトルクでレンチが「壊れた」後、レンチが直線的な位置から離れ、レンチヘッドとは別に回転し始めると示されるように、力を加えないでください。図6に示すように、45度を超える力を加えないでください。
3. レンチが完全に（レンチヘッドから90度以上離された状態で）コネクタにトルクがかかりすぎる場合は、コネクタを緩めて操作を繰り返します。ブレークポイントに特に注意して、最大回転角度に達する前に締め込みを停止します。

以下の図は、プリセットトルクを得るためにレンチを正しく掴む方法を示しています。

図6:適切なトルクレンチの使用

以下の情報には、一般的な測定手法および測定を改善するための重要なヒントが記載されています。

• コネクタのオス中央ピンがメイトコネクタと揃っていることを確認します。洗浄プロセスでは、すべてのコネクタとケーブルの嵌合面を確認してから嵌合してください。曲がった、または破損したセンターピンまたはコレットがないか確認します。コネクタまたはケーブルを接続する前に、コネクタの終端が一致し、破損なく接続されることを確認します。
• ケーブルおよびアダプタを掃除して点検した後は、ケーブルまたは本体を絶対に回さないでください。必ずコネクタナットのみを回してください。ナットの代わりに本体を回すと、嵌合面が摩耗して緩み、測定の不一致や劣化の原因となります。また、表面の回転運動はバリや金属の緩みの原因となり、測定に影響を与えるだけでなく、接触している他の表面を損傷する可能性があります。
• コネクタセーバーを使用すると、その名前が示すとおりコネクタを節約できます。ケーブルやコネクタが頻繁に変更される製造環境や製造環境では、コネクタセーバーを使用することでテスト機器の寿命を延ばすことができます。コネクタセーバの影響が測定の誤差バジェットに含まれている限り、ほとんど問題はありません。測定に高い確度と注意を要するラボ環境では、コネクタセーバーが最適でない場合もあります。

通常、3つのタイプのコネクタ（計測器グレード、計測器グレード、製造グレード（フィールドグレードとも呼ばれる））が使用されます。

度量衡グレードのコネクタは、最も高価なグレードのコネクタで、検証およびキャリブレーション基準や高精度アダプタなどに使用されます。これらのコネクタには、通常スロットレス接点と空気誘電体があり、最高基準で製造されています。他の計測器グレード規格と嵌合する場合、高精度の嵌合特性により、一般的に寿命が長くなります。ただし、これによって堅牢性は向上しません。通常、これらは逆で、注意して処理する必要があります。

次のグレードダウンは計測器グレードコネクタです。計測器グレードのコネクタは、優れた性能と堅牢な許容範囲を特徴とし、多くの場合、絶縁支持構造を持ちます。これは通常、ほとんどのテスト装置で使用されるコネクタのタイプです。計測器グレードのコネクタは、計測器グレードのコネクタよりも経済的ですが、それでも優れた性能を発揮します。

コネクタの最低グレードは、製造グレードまたはフィールドグレードコネクタです。通常、量産グレードのコネクタは許容範囲が緩いほど性能が低く、接続数に制限があります。これらのデバイスにはほとんどの場合、誘電体をサポートするインタフェースがあり、メスコネクタはほとんどの場合スロットタイプです。製造グレードのコネクタは、接続前に必ず注意深く検査する必要があります。製造グレードのコネクタは通常、他のグレードと比較して非常に安価で、寿命も短くなります。これは、許容範囲が緩いため、フィット精度が低くなり、摩耗が大きくなるためです。