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实现和测试开关硬件的途径

时间:09-30 来源:互联网 点击:
RF/微波连接器匹配

匹配连接器必须是清洁的,必须满足连接器类型接口,并且必须符合相应的扭矩技术指标。若与超出插针深度容差的连接器匹配,则可能会损坏连接器。请在匹配连接器之前检查插针深度。

若不同的连接器进行匹配,难免会造成外部和内部导体对不准。由于不对准会劣化电气性能,所以应该避免匹配不同类型的连接器。

下面是将测试电缆链接到测试系统连接器的步骤:

断开测试系统的电源。

取下连接器的保护盖并保管好,以备将来使用。

连接测试电缆,并用一个扭矩扳手紧固到指定的扭矩。

RF/微波连接器清洁

为防止性能下降,RF和微波连接器必须免受外部物质的污染。可以利用一个4~10倍的放大镜视检连接器。用罐装气(由于标准工业压缩机提供的空气中含有潮气和油脂,所以建议用罐装气)吹掉连接器上的外部污染。用蘸有异丙醇的无绒小棉签擦除残留的污染物。

光缆和连接器

与铜缆相比,光缆具有多种优势,包括抗干扰性、低衰减和更高的带宽。

光缆包括一个纤芯,纤芯外部为包层,保存外部为一个保护层。亦可使用塑料芯和包层,但是由于具有较大的衰减,所以不会用于通信领域。

玻璃纤维芯有两种基本的类型:多模光纤,用于10 km以下的距离;单模光纤,用于更长的距离。多模光纤(MMF)的纤芯直径通常为50~62.5 μm;单模光纤(SMF)的纤芯直径一般为8~10 μm。电缆的尺寸通常用纤芯尺寸后加包层直径表示。单模光纤通常采用9/125规格,多模光纤通常采用62.5/125规格。

根据光缆类型(玻璃或塑料)、连接重复性和抗震性的不同,光连接器的种类也是各种各样。单模和多模光缆常用的一种连接器为FC连接器。这种连接器有一个定位销和一个螺纹插座。成对FC连接器的典型插入损耗为0.25~0.5 dB。

二.屏蔽和接地

为防止静电干扰预期信号,可能有必要采用静电屏蔽。尤其对于高阻抗电路、高频电路,以及混合信号应用中(高压信号可能会不经意被耦合至低电平信号,例如100Ω或更低),屏蔽非常重要。

高阻电路的切换应用包括小电流、高电阻和高阻抗电压应用。对高阻的最好解释是干扰会引起明显误差的阻抗水平。若开关、互连电缆和测试夹具没有合适的屏蔽,所产生的杂散信号(偏移)将威胁到被测信号。

利用连接到电路中一个低阻点的导体,将信号通路包裹起来,即实现了静电屏蔽,该低阻点最好是测量设备的LO输入端子。如果在电路中没有测量设备,那么则应该将屏蔽连接到源的LO输出端子。

为确保合适的屏蔽,请选择带有屏蔽连接器的开关卡,例如同轴或同轴三柱连接器。带有同轴或同轴三柱连接器的开关卡本身都是屏蔽的,并且通常会提供良好的通道间隔离。采用螺栓端子或连接头的开关卡不是屏蔽很好,因此一般不用于切换高阻电路。

此外,应该使用屏蔽电缆,例如同轴或同轴三芯,连接高阻装置或信号源和开关卡。高阻设备和信号源也必须是屏蔽的。所需的屏蔽程度将取决于环境中的干扰情况。马达、螺线管和其它装置可产生高压瞬态,需要更好的屏蔽。

在使用高频(> 1MHz)测试信号时,为了维持特征阻抗,并防止信号损耗,以及与邻近电路发生不必要的耦合(或串扰),避免影响测量准确度,也有必要使用屏蔽电缆。请使用合适阻抗的同轴电缆,并完全屏蔽测试夹具,以防大信号的漏泄。所有的屏蔽都应该连接到相应的接地层。关于RF和微波切换的更多信息,请参阅第5.6部分。

如果切换系统中会混合出现小电流、高电压和高频信号,屏蔽则非常关键。对于大多数开关卡,相邻通道间都具有小的电容。某个通道上出现的电压很容易耦合到相邻通道,并且会引起明显的误差。使高电压通道远离敏感的小电流通道,并使用良好屏蔽的开关,可将这种误差降至最低。

承载高测试电压的导体也应该采用屏蔽,以防止与邻近的低电平电路发生干扰。所以最常用的往往是同轴电缆。

从实质上讲,接地就是连接到大地(地电势)。该连接的主要目的是确保设备操作人员的安全。信号回路往往被认为是地,并且被作为“Common”(共用)或“LO”(低)端。实际上它可能连接也可能未连接到底。 

屏蔽通常是“接地”的,也就是说,它们被连接到一个接地点。如果信号源或测量装置的回路侧被连接到相同点,干扰将最小。如果屏蔽和测量仪器之间存在一个交流电势差,则可能有电容性电流通过测量电路,增大干扰。

一般而言,在测量系统中应该只有一个点被连接到接地,以避免形成接地回路。

三.硬件验证和排障

在将开关、仪器和测试夹具连接到一起后,就必须验证系统的性能。这一过程通常分两步完成:首先通过前面板手动进行,然后作为计算机控制的一个系统进行验证。所采用的验证程序取决于被切换信号和测量类型。以下提供了测量电阻、电压和电流的例子。

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