連接器基礎(chǔ)培訓(xùn)1

1、連接器基礎(chǔ)知識附培訓(xùn)效果測試題附培訓(xùn)效果測試題射頻同軸連接器概述連接器是一種借助于電信號或機械力的作用使電路接通、斷開或換接的功能元件。它傳輸電信號或電子能量。因此，凡有電子系統(tǒng)存在的地方都可以找到連接器。在大型的電子系統(tǒng)中，往往要求用成千上萬個連接器?？梢哉f，連接器是保證各種電子系統(tǒng)正常工作安全運行的關(guān)鍵元件之一。射頻同軸連接器用于射頻同軸饋線系統(tǒng)的連接器通稱為射頻同軸連接器。在射頻電路中，如要保持穩(wěn)定的預(yù)定阻抗和電容，或需要屏蔽外界的電氣干擾，那就必需用同軸連接器來互聯(lián)。同軸連接器供通信和電子設(shè)備所配用射頻傳輸線中連接射頻同軸電纜，或同軸與微帶，同軸與波導(dǎo)之間的連接。它的插頭部分常安裝在電

2、纜端頭，插座部分常安裝在設(shè)備固定單元上。射頻同軸連接器的常識連接器是通過插頭和插座的機械嚙合和分離實現(xiàn)傳輸系統(tǒng)的電氣連接和分離功能。在各種電子設(shè)備中使用的連接器裝接上適用的射頻電纜構(gòu)成射頻同軸傳輸線，基本功能是有效的傳輸射頻電磁能量。1.1、插頭和插座的定義： 插頭-具有連接機構(gòu)的主動部分即螺母或卡口連接套連接器， 一般自由連接器。 插座-與插頭相配連接的連接器，一般為固定連接器。1.2、分類 a.按連接方式分類為：螺紋式連接器，卡扣式連接器，推入式連接器，推入鎖緊式連接器。 b.按命名方式分類為：SMA、SMB、SMC、SMP、QMA、BMA、MCX、MMCX、F、UHF、1.0/2.3、1

3、.6/5.6、BNC、TNC、N、7/16等。射頻同軸連接器的標(biāo)準(zhǔn)及選擇 為了保證連接器的整個使用頻率范圍內(nèi)以及在各種裝配和使用環(huán)境中保持其電氣、物理和機械性等的有效性和一致性，必須合理選擇連接器。1.3、標(biāo)準(zhǔn) 多年來，國際通用射頻同軸連接器采用兩套標(biāo)準(zhǔn)，一套是MIL標(biāo)準(zhǔn)，一套是IEC標(biāo)準(zhǔn)。我國制定了分別采用這兩套標(biāo)準(zhǔn)的GB11313國際GJB681國軍標(biāo)。不管軍用還是商用射頻同軸連接器，只要是同一系列或同一型號的界面結(jié)構(gòu)和尺寸是相同的，均可實現(xiàn)機械互換性。1.4、選擇 選擇射頻同軸連接器主要有以下方面考慮因素： a.接口機構(gòu)形式：連接器的連接機構(gòu)不只是提供方便快速的連接活結(jié)分離同軸傳輸線，關(guān)

4、鍵是提供穩(wěn)定的電性能和環(huán)境保護裝置，用在很高頻率時，必須可靠牢固地把連接器連接好。當(dāng)連接器的使用場合中沒有足夠的空間來旋轉(zhuǎn)連接螺母時，應(yīng)選擇非扭轉(zhuǎn)型連接機構(gòu)。其它應(yīng)考慮的因素包括:在沖擊和振動期的耐損傷的強度，連接維持能力以及在嚴(yán)酷的環(huán)境等條件下能工作的能力。射頻同軸連接器的選擇 b.電氣性能方面 （1） 特性阻抗-連接器應(yīng)與傳輸系統(tǒng)及電纜的阻抗匹配， 阻抗不匹配會導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降。 （2）耐電壓-連接器的最高耐壓值應(yīng)符合系統(tǒng)使用的耐壓要求。 （3）工作頻率-每種連接器都有最高頻率限制，針對不同適用 環(huán)境要求選擇合適的連接器。 c.電纜裝接方法及電纜類型 （1）電纜連接連接器電纜裝接方法主要有

5、兩種： A、焊接中心導(dǎo)體，焊接電纜編層的方法，焊接性能可靠， 且一致性好。 B、焊接中心導(dǎo)體，壓旋接編層的夾緊方法。適用于沒有 特殊安裝工具的場合，并便于現(xiàn)場維修。 （2）電纜類型應(yīng)根據(jù)各類型使用電纜的特性，（如軟性 電纜、半鋼性電纜等）。一般外徑細小的電纜與小型 連接器相配。射頻同軸連接器的選擇 d.端接形式 連接器可用于射頻同軸電纜、印制線路板、機框抽屜式功能組件及其它連接界面。按照應(yīng)用場合選擇一定形式的連接器和一定型號的電纜相配。 e.材料及鍍覆 （1）連接器外殼主要是黃銅 （2）連接器內(nèi)導(dǎo)體主要是黃銅、錫青銅、鈹銅 （3）絕緣材料主要是聚四氟乙烯（PTFE） （4）連接器中心導(dǎo)體一般用

6、銀或金鍍覆：外殼鍍鎳或銀或 三元合金。連接器的結(jié)構(gòu)件解析2.1、根據(jù)射頻連接器的定義，它是傳輸線的一部分，可以使傳輸系統(tǒng)的元件接上或脫開，射頻連接器是用于傳輸射頻能量，其頻率范圍很寬，可達60GHZ甚至更高。射頻連接器的典型用途包括先進的雷達、車船通信、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及航空航天設(shè)備。2.2、同軸連接器的基本結(jié)構(gòu)包括：中心導(dǎo)體（陽性和陰性的中心接觸件）；介電材料或稱絕緣體；最后是外面部分，起著如同電纜外層一樣的功能，即傳輸信號、作為屏蔽或電路的接地元件。連接器的結(jié)構(gòu)件解析2.3、主要部分 接觸件（contact）接觸件是連接器中的導(dǎo)電部分，它將來自連接器尾部所連電纜的電壓或信號傳遞到與其相配連接器

7、的對應(yīng)接觸件上。 絕緣子（insulator） 在連接器中絕緣子的作用是使接觸件保持正確的位置，并使接觸件之間以及接觸件與殼體之間相互絕緣。 殼體（shell or Body）殼體是連接器的外罩，插合的一對 連接器殼體通常也為伸出的接觸件提供精確的對中和保護，同時也是把連接器固定到設(shè)備上的一種方法。 2.4、輔助零件： 連接套連接套裝在連接器的殼體上，用以鎖定插頭和插座。 電纜夾接件夾接件是通常用于把電纜配置到連接器上的主要裝置。電纜通過這種轉(zhuǎn)接件與連接器的接觸件連接，然后轉(zhuǎn)接件再固定于連接器的殼體上。連接器的結(jié)構(gòu)件解析 例選用同軸連接器的材質(zhì) 接觸件材料 黃銅黃銅是一種導(dǎo)向性能良好的材料，但

8、在多次重復(fù)彎曲后容易變形和迅速疲勞。它通常在連接器中作固定式接觸件或在連接器內(nèi)作其它金屬零件。在要求優(yōu)良彈性的場合不適用帶有黃銅接觸件的連接器。磷青銅磷青銅的硬度高于黃銅，同時能保持較長期的彈性。它常作為工作溫度低于300的接觸件的材料。對于大多數(shù)插拔頻度較低、或接觸件處于正常彎曲的連接器而言，使用磷青銅可保證良好的可靠性。鈹青銅鈹青銅具有的機械性能遠較黃銅或磷青銅為佳。鈹青銅零件在退火后就能定型和硬化，實際上能永久保持其形狀。它也是最耐機械疲勞的材料。在插拔頻繁和要求高可靠的應(yīng)用場合，應(yīng)采用鈹青銅。舉例： N 型 分析結(jié)構(gòu)舉例： BMA 型 使用場合舉例： BMA 型 功能原理射頻同軸連接器

9、的電性能 絕緣電阻檢驗絕緣電阻是指在連接器的絕緣部分施加電壓，從而使絕緣部分的表面或內(nèi)部產(chǎn)生漏電流而呈現(xiàn)出的電阻值。即絕緣電阻（M）=加在絕緣體上的電壓（V）/泄漏電流（A）。通過絕緣電阻檢驗確定連接器的絕緣性能能否符合電路設(shè)計的要求或經(jīng)受高溫、潮濕等環(huán)境應(yīng)力時，其絕緣電阻是否符合有關(guān)技術(shù)條件的規(guī)定。主要受絕緣材料、溫度、濕度、污損、試驗電壓及連續(xù)施加測試電壓的持續(xù)時間等因素影響。 介質(zhì)耐壓檢驗介質(zhì)耐壓檢驗又稱抗電強度檢驗。它是在連接器接觸件與接觸件之間、接觸件與殼體之間，在規(guī)定時間內(nèi)施加規(guī)定的電壓，以此來確定連接器在額定電壓下能否安全工作，能否耐受由于開關(guān)浪涌及其它類似現(xiàn)象所導(dǎo)致的過電位的能

10、力，從而評定電連接器絕緣材料或絕緣間隙是否合適。主要受絕緣材料、潔凈度、濕度、大氣壓力、接觸件間距，爬電距離和耐壓持續(xù)時間等因素影響。 射頻同軸連接器的電性能 接觸電阻檢驗在顯微鏡下觀察連接器接觸件的表面，盡管鍍金層十分光滑，則仍能觀察到5-10微米的凸起部分。會看到插合的一對接觸件的接觸，并不是整個接觸面的接觸，而是散布在接觸面上一些點的接觸。實際接觸面必然小于理論接觸面。綜上所述，真正接觸電阻應(yīng)由以下幾部分組成； 1) 集中電阻 電流通過實際接觸面時，由于電流線收縮（或稱集中）顯示出來的電阻。將其稱為集中電阻或收縮電阻。2) 膜層電阻 由于接觸表面膜層及其他污染物所構(gòu)成的膜層電阻。從接觸表

11、面狀態(tài)分析；表面污染膜可分為較堅實的薄膜層和較松散的雜質(zhì)污染層。故確切地說，也可把膜層電阻稱為界面電阻。3) 導(dǎo)體電阻 實際測量電連接器接觸件的接觸電阻時，都是在接點引出端進行的，故實際測得的接觸電阻還包含接觸表面以外接觸件和引出導(dǎo)線本身的導(dǎo)體電阻。導(dǎo)體電阻主要取決于金屬材料本身的導(dǎo)電性能，它與周圍環(huán)境溫度的關(guān)系可用溫度系數(shù)來表征。為便于區(qū)分，將集中電阻加上膜層電阻稱為真實接觸電阻。而將實際測得包含有導(dǎo)體電阻的稱為總接觸電阻。 主要受接觸件材料、正壓力、表面狀態(tài)、使用電壓和電流等因素影響。射頻同軸連接器的電性能 射頻同軸連接器除上述這些常規(guī)電性能指標(biāo)外，還有一些獨特的電性能指標(biāo)；如特性阻抗、衰

12、減、電壓駐波比和反射系數(shù)等。這些指標(biāo)是根據(jù)射頻傳輸理論，將射頻同軸連接器看作一段特殊的同軸線而規(guī)定的。 在電纜實際應(yīng)用中特性阻抗非常重要，如果既不允許反射，能量損耗又必須減到最少，則阻抗必須仔細匹配，否則電纜或設(shè)備會由于過壓而損壞。特性阻抗可由同軸連接器外導(dǎo)體內(nèi)徑與內(nèi)導(dǎo)體外徑的比值和內(nèi)外導(dǎo)體之間絕緣體的介電常數(shù)進行計算求出。同軸連接器標(biāo)準(zhǔn)的特性阻抗有50和75兩種，這是考慮射頻信號的最大功率傳輸和盡可能小的反射而綜合確定的。射頻同軸連接器的電性能射頻同軸連接器的電性能 對射頻同軸連接器最重要的性能要求是阻抗匹配和使用頻率范圍，若同軸連接器的特性阻抗與同軸電纜線不匹配，將會在失配處產(chǎn)生信號的反射

13、，反射信號與入射信號疊加將產(chǎn)生駐波（VSWR）。電壓駐波比是駐比的最大振幅與最小振幅之比。反射系數(shù)是反射波電壓（電流）與同一點上的入射波電壓（電流）之比。衰減是由于阻抗不匹配在傳輸信號時發(fā)熱而產(chǎn)生的損耗。導(dǎo)體由于具有電阻，也是發(fā)熱的部分原因。在傳輸?shù)碗娖叫盘柕碾娎|中，或效率是相當(dāng)重要性能的應(yīng)用場合，應(yīng)仔細考慮失配衰減。失配衰減是反射系數(shù)倒數(shù)絕對值的對數(shù)，用dB表示。由于它們描述的是同一物理現(xiàn)象。故彼此可以換算。為降低電纜的衰減，通常應(yīng)把電容減至最小，使用低的損耗系數(shù)的絕緣介質(zhì)和最高導(dǎo)電率的導(dǎo)體。但必須注意在直徑不變的同軸電纜中，雖較粗的導(dǎo)體會降低電阻損耗，但一般同時會使交流損耗增加。產(chǎn)生這種損耗增加的原因是由于導(dǎo)體之間電容耦合更緊密所致。在頻率較高時，損耗也增加。 三階交調(diào)當(dāng)兩個信號頻率為f1和f2或多個信號頻率同時通過同一個無源射頻傳輸系統(tǒng)時，由于傳輸系統(tǒng)非線性的影響，使基頻信號之間產(chǎn)生非