NI测试设备的RF连接器注意事项

使用设备前，请遵循下列操作步骤以延长连接器和测试设备的使用寿命。

• 保存防尘盖，并在未使用测试设备时将其更换到合适的连接器上。带同轴连接器的产品随附防尘盖，以防止污染物损坏连接。
• 将同轴连接器保存在ESD保险箱中。虽然适配器和线缆对ESD不敏感，但它们可产生电荷并传输至测试设备。使用ESD保险箱有助于降低电荷转移的可能性。同时减少了设备附近的非ESD材料数量。

完成高频测量的第一阶段涉及设备前面板连接器及其连接。许多情况下，使用最容易使用的线缆和连接器连接仪器，通常这将导致可靠的测量。但是，仪器和DUT之间的每个适配器、连接器和线缆都会增加测量的不确定性。频率较高或接近噪声时，这些不确定性对测量的影响较大。减少不确定性首先要选择正确的适配器和线缆。

选择线缆和适配器时应谨慎。验证所选设备的完整性。电缆完整性可能会因老化、使用不当或污染而降低。来自线缆和适配器的污染物很容易就会转移至测试设备的输入连接器。图1为被污染线缆的示例

图1：受污染的SMA线缆

图1中的所有金属纤维都是测量的不确定性来源。虽然纤维可能不会污染任何与接口连接的连接器，但它们具有非常高的研磨性，会产生更多污染物并进入两个连接器的接合表面。低频使用污染物连接器可能不会引起问题，但高频使用污染物连接器会导致不匹配。测量质量取决于整个测量系统的匹配，匹配取决于各个组件的特性阻抗。线缆的特性阻抗取决于中心导体直径与外部导体直径的比率，如图2所示。

图2：连接器的特征阻抗

根据图2中的上述公式，小金属纤维会减小外部导体的直径，从而导致高频测量的不连续。

图3和图4显示了不连续对高频测量的负面影响。

图3显示了在网络分析仪上测量的50欧姆同轴半刚性线缆。 图4显示了高达6 GHz的线缆频率响应。

图3：带多个弯曲和有意压接的线缆

图4：仅由弯曲引起的线缆频率响应

线缆故意压在连接器附近（圈出红色）。图5显示了带压接的线缆与不带压接的原始线缆的响应。该卷边可导致较大的不连续和性能降低，从而有效地将外导体移动到内导体附近并改变特性阻抗。其影响不仅限于测量的一小部分，而是在整个测量过程中都可以看到。

图5：由于弯曲和压接引起的线缆频率响应

连接器接口被污染时，性能下降的程度较小。

以下是有关线缆和连接器维护的几点注意事项：

• 污染物跟随连接器
• 污染物“感染”配对连接器
• 污染物可损坏昂贵的设备
• 污染物可导致高频不连续
• 良好的连接是精确RF测量的关键
• 脏乱或损坏的连接器是影响精度和可重复性的重要因素

尽管采取了所有预防措施，适配器和线缆仍可能变脏。在上述情况下，必须进行清洁。使用下列步骤作为清洁连接器和线缆的一般指南。

正确清洁连接器需要下列材料：

• 清洁、干燥的罐装空气或氮气源
• 放大镜
• 无绒棉签
• 异丙醇
• 牙签
  1. 用罐装空气或氮气吹出松散的碎屑。请勿直接吹入连接器，以免碎屑更加牢固。吹过连接器表面。不建议使用压缩机，但如有必要，请确保压缩机有水过滤器、油过滤器和干燥器。使用来自罐或压缩机的压缩空气时，应始终佩戴防护眼镜。压缩空气是清洁带空气介质的连接器的最安全的方法。
  2. 使用放大镜检查连接器。如果您仍然注意到碎片，请尝试使用无绒毛、泡沫尖的棉签（而非棉签）清除碎片。棉签留下的纤维很难看到。用拭子轻轻擦拭表面。施加过大的压力会将碎片嵌入连接器的深处。请勿在具有空气介质的连接器上执行该步骤。
     注：使用拭子时，始终围绕中心引脚（而不是引脚）进行圆周运动清洁连接器。
  3. 再次检查连接器，如果仍然需要清洁，请尝试在通风良好的区域内使用含99.5%异丙醇的泡沫拭子。在拭子上涂抹少量酒精,不要直接涂抹在连接器上。用拭子轻轻擦拭表面。请勿在具有空气介质的连接器上执行该步骤。
• 注：使用拭子时，始终围绕中心引脚（而不是引脚）进行圆周运动清洁连接器。
  再次检查连接器，如果连接器仍被污染，可能需要使用非常小的牙签和少量酒精。使用牙签清洁时应使用放大镜，并特别小心以免损坏连接器。

如完成上述步骤后仍无法清洁连接器，请不要使用该连接器。

始终使用扭矩扳手，其设置应与使用的连接器类型一致。过大的扭矩会导致配合面变形，从而导致不匹配。扭矩不足会导致连接不良，从而导致不匹配。始终将扭矩连接至推荐的扭矩值。使用扭矩扳手可提高测量的可重复性。

表1：推荐扭矩值

按照下列步骤，正确使用已校准的SMA扭矩扳手

1. 将扳手固定在连接器六角螺母上，然后平稳地施加力至扭矩扳手。
   注意：不要将扳手手柄的任何部分握在绿色区域外施加力，如图6所示，不要在扳手上使用任何其他杠杆辅助工具。
2. 在断开点之后和达到45度角之前的任何时间停止施加力。在扳手以预设扭矩“断开”后，请勿用力。此时扳手离开直线位置，开始与扳手头部分开旋转。不要施加超过45度的力，如图6所示。
3. 如过度扭矩连接器，如扳手完全脱离（与扳手头部成90度或以上），松开连接器并重复上述操作。特别注意断点，达到最大旋转角前停止紧固。

下图显示了如何正确抓住扳手以获得预设扭矩。

图6：正确使用扭矩扳手

下列信息包含改进测量技术和一般测量的重要技巧。

• 确保连接器上的公头中心引脚与配对连接器对齐。清洁过程中，在连接连接器和线缆之前应检查连接器和线缆的配合表面。查找任何弯曲或损坏的中心引脚或夹头。匹配连接器或线缆之前，请确保连接器端匹配且不会损坏。
• 清洁和检查线缆和适配器后，请勿转动线缆或人体。始终仅转动连接器螺母。转动主体而不是螺母会导致配合面磨损和松动，从而导致测量不匹配和性能降低。此外，表面的旋转运动可导致毛刺和松散的金属屑屑，不仅会影响测量，还会损坏它们接触到的任何其他表面。
• 连接器保护器正如其名，用于保护连接器。在电缆和连接器频繁更换的生产或制造环境中，连接器保护器将延长测试设备的寿命。只要连接器节省器的影响包含在测量的误差预算内，就不会造成什么问题。注意，在实验室环境中，测量往往需要较高的精度，连接时需谨慎，因此连接器保护器可能不是最佳选择。

通常使用三种类型的连接器，包括计量级、仪器级和生产级（有时称为现场级）连接器。

计量级连接器是最高、最昂贵的连接器，用于验证和校准标准及精度适配器等项。这些连接器通常具有无插槽触点和空气介质，并且符合最高标准。与其他计量等级标准匹配时，由于精度匹配特性，计量等级连接器通常具有较长的使用寿命。但是，这并没有使它们更加健壮。一般来说,它们正好相反,必须非常小心地对待。

下一级是仪器级连接器。仪器级连接器具有良好性能和紧密的容差，通常具有介电支撑结构。这通常是大多数测试设备上使用的连接器类型。仪器级连接器比计量级连接器更经济，但仍能获得良好的性能。

连接器的最低等级为生产级或现场级连接器。生产级连接器的性能通常较低，且容差较松，因此通常仅适用于数量有限的连接。这些设备几乎总是具有电介质支持的接口，母连接器几乎总是插槽型。连接之前应始终仔细检查生产级连接器。与其他牌号相比，生产级连接器通常成本非常低，且使用寿命较短，因为较松的容差会导致配合精度降低且磨损较大。