如何使用测试设备进行RF连接器维护

尽管耗费的成本不高，但是确保测试设备到被测设备(DUT)接口的维护，与测试设备本身的维护一样重要。正确处理和清洁设备接口对于优化设备性能至关重要。本文将说明在使用测试设备之前、期间和之后的处理，这些处理方式将延长测试设备的寿命并提供可靠的测量结果。

预防性连接器保养

在使用设备之前，请遵循以下惯例以延长连接器和测试设备的寿命：

1.在不使用测试设备时，请保留防尘罩，并将其更换在适当的连接器上。带有同轴连接器的产品随附防尘罩，以防止污染物导致连接性能下降。

2.将同轴连接器存放在ESD安全箱中。尽管适配器和电缆对ESD不敏感，但它们会产生电荷，并可以转移到测试设备上。使用ESD安全储物箱将有助于减少电荷转移的可能性。另外，减少了设备附近的非ESD材料的数量。

正确使用连接器和测试设备

进行良好的高频测量的第一阶段，涉及设备前面板连接器及其连接。很多时候，您会使用最容易获得的电缆和连接器来连接仪器，通常这可以实现可靠的测量。但是，仪器和DUT之间存在的每个适配器、连接器和电缆都会增加测量的不确定性。在较高频率或接近噪声的频率下，这些不确定性对测量有较大影响。减少不确定性始于选择正确的适配器和电缆。

选择电缆和适配器时要专心，要验证所选设备的完整性。电缆的完整性会因使用年限、使用不当或污染物而降低。电缆和适配器的污染物很容易转移到测试设备的输入连接器上。图1为受污染的电缆的示例。

图1：受污染的SMA电缆

图1所示的所有金属纤维都是测量不确定度的来源。尽管光纤可能不会污染与它们连接的任何连接器，但它们的磨蚀性极强，并且会产生更多的污染物，并且会被磨入两个连接器的插拔表面。在低频下使用带有污染物的连接器可能不会造成问题，而在高频下使用带有污染物的连接器会阻止良好的匹配。测量的质量取决于整个测量系统的匹配，而匹配取决于各个组件的特性阻抗。电缆的特性阻抗取决于中心导体的直径与外部导体的直径之比，如图2所示。

图2：连接器的特性阻抗

根据图2中的方程式，几乎没有金属纤维会起到减小外导体直径的作用，反而会导致高频测量中的不连续性。

图3和图4为不连续性如何对高频测量产生负面影响的示例。

图3是在网络分析仪上测得的50欧姆同轴半刚性电缆。图4显示了高达约6 GHz的电缆的频率响应。

图3：具有多个弯曲和故意压接的电缆

图4：仅弯曲导致的电缆频率响应

故意将电缆压接在连接器附近(红色圆圈)。图5显示了带有压接的电缆与没有压接的原始电缆相比的响应。大的不连续性和性能下降是由该压接引起的，该压接有效地使外部导体移近内部导体并改变特性阻抗。该影响不仅限于测量的一小部分，还可以在整个测量范围内看到其影响。

图5：弯曲和压接引起的电缆频率响应。

当连接器接口被污染时，性能下降的程度较小。

以下是有关电缆和连接器维护的几点注意事项：

1.污染物进入连接器

2.污染物“感染”了插拔连接器

3.污染物会损坏昂贵的设备

4.污染物会导致高频不连续

5.良好的连接是精密RF测量的关键

6.连接器脏污或损坏是准确性和可重复性的重要因素

适配器和电缆的保养和维护

尽管采取了所有预防措施，适配器和电缆仍可能变脏。在这种情况下，必须进行清洁。使用以下部分中的步骤作为清洁连接器和电缆的一般准则。

正确清洁连接器需要以下材料：

1.清洁、干燥的罐装空气或氮气源

2.放大镜

3.不起毛的棉签

4.异丙醇

5.牙签

清洁步骤：

1.用罐装空气或氮气吹走所有松散的碎屑。请勿直接吹入连接器，因为这会导致碎屑更牢固地卡住。吹动连接器表面。不建议使用压缩机，但如有必要，请确认压缩机具有滤水器、滤油器和干燥机。使用压缩空气时，无论是从罐头还是从压缩机上，都必须戴防护眼镜。压缩空气是用空气电介质清洁连接器的最安全方法。

2.用放大镜检查连接器。如果仍然发现杂物，请尝试使用不起毛的棉签(非棉签)将其清除。棉签留下的纤维很难看到。用棉签轻轻擦拭表面。施加太大的压力会使碎片更深地嵌入连接器中。请勿在具有空气绝缘层的连接器上执行此步骤。

注意：使用棉签时，请始终围绕中心插针(而不是跨插针)以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%异丙醇的泡沫棉签。在拭子上蘸少量酒精;请勿将酒精直接涂在连接器上。用棉签轻轻擦拭表面。请勿在具有空气绝缘层的连接器上执行此步骤。

注意：使用棉签时，请始终围绕中心插针而不是跨插针以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，则可能有必要使用非常小的牙签和少量酒精。使用牙签清洁时，请使用放大镜，并格外小心，以免损坏连接器。

如果在完成上述步骤后无法成功清洁连接器，请不要使用该连接器。

正确扭转连接

始终使用正确的扭矩扳手来设置所使用的连接器类型。扭矩太大会导致插拔表面变形，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。始终将连接扭矩拧至建议的扭矩值。使用扭矩扳手将提高测量的可重复性。

完成以下步骤以正确使用经过校准的SMA扭矩扳手：

4.将扳手固定在连接器的六角螺母上，并以平稳平稳的动作对扭矩扳手施加力。

5.注意：如图6所示，请勿通过将扳手手柄的任何部分握在绿色区域之外来施加力，也不要在扳手上使用任何其他杠杆辅助工具。

6.在断点之后和达到45度角之前的任何时间停止施加力。扳手以预设扭矩“断裂”后，请勿施加力，如扳手离开线性位置并开始与扳手头分开旋转时所指示的。请勿将力施加超过45度，如图6所示。

7.如果过度拧紧连接器，如扳手完全松开(与扳手头成90度或90度以上)所示，请松开连接器并重复操作。要特别注意断裂点，并在达到最大旋转角度之前停止拧紧。

8.下图说明了如何正确抓住扳手以达到预设扭矩。

图6：正确使用扭力扳手

预防性维护

以下信息包括有关改善总体测量技术和测量的重要提示：

1.确保连接器上的公头中心销与配对连接器对齐。在清洁过程中，配对之前，请检查所有连接器和电缆的插拔面。寻找任何弯曲或损坏的中心销或夹头。在对连接器或电缆进行配对之前，请验证连接器端部是否匹配，并且将匹配而不会损坏。

2.清洁和检查电缆和适配器后，切勿转动电缆或主体。始终仅转动连接器螺母。转动阀体而不是螺母会导致插拔表面磨损并变松，从而导致不匹配并降低测量质量。同样，表面的旋转运动可能会导致毛刺和金属屑脱落，不仅影响测量，而且可能损坏它们接触的任何其他表面。

3.按要求使用连接器保护程序，它可以保存连接器。在经常更换电缆和连接器的生产或制造环境中，节省连接器将延长测试设备的使用寿命。只要将连接器保护程序的效果包括在测量的误差预算中，它们就不会带来什么问题。请注意，在实验室环境中，多次进行测量需要很高的精度，并且在进行连接时要格外小心，接头保护器可能不是最佳选择。

连接器等级

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，可用于验证和校准标准以及精密适配器等项目。这些连接器通常具有无槽触点和空气电介质，并且按照最高标准制造。当与其他计量级标准插拔使用时，由于精密的插拔特性，计量级连接器通常具有较长的使用寿命。但是，这不会让它们变得耐用。通常，它们恰好相反，必须格外小心。

下一个等级是仪器等级的连接器。仪器级连接器的特点是具有良好的性能和严格的公差，并且通常具有介电支撑结构。通常，这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，但它们仍具有良好的性能。

连接器的最低等级是生产等级或现场等级的连接器。生产级连接器通常具有较低的性能和较宽松的公差，因此通常仅在有限数量的连接中才有用。这些设备几乎总是具有受电介质支持的接口，并且凹型连接器几乎总是采用槽型。连接之前，应始终仔细检查生产级连接器。生产级别的连接器通常成本很低(与其他级别的连接器相比)，并且使用寿命较短，因为宽松的公差导致不太精确的装配和更多的磨损。