來源:Digi-Key 作者:Art Pini 測量儀器使用 3.5 mm連接器,而您的同軸電纜使用 2.92 mm 連接器:它們看似兼容。這會對測量產(chǎn)生什么影響?您能用 SMA 連接器連接到儀器嗎?或者它會破壞輸入連接器嗎?歡迎學(xué)習(xí)關(guān)于連接器配接領(lǐng)域的新奇知識,一個錯誤就可能損壞昂貴儀器上的輸入連接器,維修費(fèi)用高昂。如何避免犯錯? 要實現(xiàn)連接器兼容性,通常需要在連接器系列設(shè)計中深思熟慮。這往往是一個胡亂連接的過程。新的連接器照搬以前和現(xiàn)有的成功設(shè)計,目的是為了增加連接器的帶寬和提高其電氣性能。即使可以兼容,也要謹(jǐn)防不必要的損壞。注意一些簡單的程序,可助您節(jié)省昂貴的維修費(fèi)用。 連接器質(zhì)量等級 同軸連接器通常按照特定質(zhì)量等級或類別的要求進(jìn)行設(shè)計和制造。連接器分為三個等級:計量級、儀器級和生產(chǎn)級。 計量級連接器按照最高精度和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制造。該等級的連接器用于測量校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn),需要達(dá)到最高準(zhǔn)確度和精度,并能追溯至國家標(biāo)準(zhǔn)。在此連接器等級中,配接接口受到嚴(yán)格控制,凈空、平整度和引腳深度需保持最高容差。這類連接器的成本最高。 中程連接器質(zhì)量等級為儀器級。該等級的連接器專用于儀器中,性能良好、可重復(fù),能以良好的信號完整性進(jìn)行精確測量,通常應(yīng)用于實驗室用測試和計量設(shè)備中。儀器級連接器通常使用壽命最長、指定配接操作次數(shù)最多。 最低質(zhì)量級別的連接器是生產(chǎn)級或商用級連接器。此類連接器常用于生產(chǎn)制造,主要用于通用現(xiàn)場應(yīng)用,此類應(yīng)用的要求是組裝簡單、成本低。機(jī)械容差比其他質(zhì)量等級要寬松得多。此類連接器的配接操作次數(shù)通常比較有限,而且成本通常最低。 互換式連接器類型 表 1 列出了儀器中常見的 50 Ω 同軸連接器。備注列標(biāo)注了各類型的兼容性。 ![]() 表 1:儀器常用同軸連接器的特點和兼容性。(表來源:Art Pini) 有兩種廣泛的兼容性領(lǐng)域。其一是機(jī)械兼容性:連接器能否配接在一起?其二是電氣兼容性:連接器的帶寬和阻抗是否匹配以保證信號完整性? IEEE Std 287 規(guī)定的連接器是計量級或儀器級連接器。MlL-STD-348 規(guī)定的 SMA 連接器為生產(chǎn)級連接器,但有些制造商能夠提供具有更嚴(yán)格機(jī)械容差和更寬帶寬的“精密”連接器。 此表強(qiáng)調(diào)不同質(zhì)量等級的連接器配接時務(wù)必小心。 2.4 mm 和 1.85 mm 連接器均為儀器級,因此可以配接。注意,這樣配接后帶寬下降到較小帶寬,2.4 mm 連接器為:50 GHz。 配接 3.5 mm 和 2.92 mm 連接器也是如此,帶寬會降低至 33 GHz。 跨質(zhì)量等級的連接器配接 SMA 連接器是生產(chǎn)級連接器,機(jī)械容差不如儀器級連接器嚴(yán)格。常見的問題在于 SMA 插頭上中心引腳的直徑或長度可能不同于 3.5 mm 或 2.92 mm 規(guī)格;這樣可能會損壞插座。配接不正確的元件會影響接口的電氣完整性,導(dǎo)致配接不良和反射。其他問題包括同心度不符合規(guī)格和表面處理不良。 同心度是指引腳對中連接器基體的中心。超出容差、偏離中心的引腳會使插座觸頭彎曲,以后無法再配接。 配接元件的表面處理應(yīng)光滑,沒有凹痕、高點、毛刺或污垢。表面缺陷會導(dǎo)致電子元件匹配和信號反射不良。 簡單的防損規(guī)則 遵循這些簡單的規(guī)則,即可避免代價高昂的錯誤: 1.使用連接器保護(hù)器來保護(hù)儀器連接器。連接器保護(hù)器是同軸插頭-插孔適配器,用在儀器連接器和外部之間。如果連接器保護(hù)器損壞,可以輕松更換,成本相對較低。 對于 3.5 mm 連接器,選用的同軸適配器可以是 Carlisle Interconnect Technologies 的 TMA-5MS-5FS-00 3.5 mm(公頭)至 3.5 mm(母頭)同軸適配器等(圖 1)。 ![]() 圖 1:TMA-5MS-5FS-00 是 3.5 mm 同軸適配器,可用作連接器保護(hù)器,以保護(hù)儀器連接器。(圖片來源:Carlisle Interconnect Technologies) 對于 2.92 mm 連接器,選用的同軸適配器可以是 P1dB Inc. 的 P1AD-29MF 2.9 mm 插頭至 2.92 mm 插孔同軸適配器等(圖 2)。 ![]() 圖 2:P1AD-29MF 適配器可用作 2.92 mm 同軸連接器的連接器保護(hù)器。(圖片來源:P1dB Inc.) 2.檢查 SMA 連接器是否有污垢、中心引腳平直度和同心引腳對齊。 3.用酒精和無絨棉簽仔細(xì)清潔兩個連接器。 4.對齊中心引腳和插座,然后輕輕配接,直至牢固就位。 5.用手轉(zhuǎn)動連接器螺母以接合配接的連接器,注意不要相對旋轉(zhuǎn)連接器基體。用手?jǐn)Q緊螺母。 6.使用諸如 Copper Mountain Technologies 的 CMT TW-S(圖 3)等扭力扳手確保正確的扭矩規(guī)格。如果連接器的扭矩規(guī)格不同,應(yīng)使用較小的規(guī)格。確保連接器基體在擰緊時不會旋轉(zhuǎn)。 ![]() 圖 3:可以使用 CMT TW-S 等扭力扳手來確保正確連接。如果連接器的扭矩規(guī)格不同,則使用較小的規(guī)格。(圖片來源:Copper Mountain Technologies) 總結(jié) 同軸連接器雖然看似兼容,但并非總是如此,因為等級不同,尺寸也稍有區(qū)別。通過遵循上述簡單規(guī)則,可以保護(hù)儀器連接器并保證良好的測量質(zhì)量。 |