连接器基础培训1

连接器基础知识附培训效果测试题射频同轴连接器概述•连接器是一种借助于电信号或机械力的作用使电路接通、断开或换接的功能元件。它传输电信号或电子能量。因此，凡有电子系统存在的地方都可以找到连接器。在大型的电子系统中，往往要求用成千上万个连接器。可以说，连接器是保证各种电子系统正常工作安全运行的关键元件之一。•射频同轴连接器——用于射频同轴馈线系统的连接器通称为射频同轴连接器。在射频电路中，如要保持稳定的预定阻抗和电容，或需要屏蔽外界的电气干扰，那就必需用同轴连接器来互联。同轴连接器供通信和电子设备所配用射频传输线中连接射频同轴电缆，或同轴与微带，同轴与波导之间的连接。它的插头部分常安装在电缆端头，插座部分常安装在设备固定单元上。射频同轴连接器的常识•连接器是通过插头和插座的机械啮合和分离实现传输系统的电气连接和分离功能。在各种电子设备中使用的连接器装接上适用的射频电缆构成射频同轴传输线，基本功能是有效的传输射频电磁能量。•1.1、插头和插座的定义：插头---具有连接机构的主动部分即螺母或卡口连接套连接器，一般自由连接器。插座---与插头相配连接的连接器，一般为固定连接器。•1.2、分类a.按连接方式分类为：螺纹式连接器，卡扣式连接器，推入式连接器，推入锁紧式连接器。b.按命名方式分类为：SMA、SMB、SMC、SMP、QMA、BMA、MCX、MMCX、F、UHF、1.0/2.3、1.6/5.6、BNC、TNC、N、7/16等。射频同轴连接器的标准及选择为了保证连接器的整个使用频率范围内以及在各种装配和使用环境中保持其电气、物理和机械性等的有效性和一致性，必须合理选择连接器。•1.3、标准多年来，国际通用射频同轴连接器采用两套标准，一套是MIL标准，一套是IEC标准。我国制定了分别采用这两套标准的GB11313国际GJB681国军标。不管军用还是商用射频同轴连接器，只要是同一系列或同一型号的界面结构和尺寸是相同的，均可实现机械互换性。•1.4、选择选择射频同轴连接器主要有以下方面考虑因素：a.接口机构形式：连接器的连接机构不只是提供方便快速的连接活结分离同轴传输线，关键是提供稳定的电性能和环境保护装置，用在很高频率时，必须可靠牢固地把连接器连接好。当连接器的使用场合中没有足够的空间来旋转连接螺母时，应选择非扭转型连接机构。其它应考虑的因素包括:在冲击和振动期的耐损伤的强度，连接维持能力以及在严酷的环境等条件下能工作的能力。射频同轴连接器的选择b.电气性能方面（1）特性阻抗--连接器应与传输系统及电缆的阻抗匹配，阻抗不匹配会导致系统性能下降。（2）耐电压--连接器的最高耐压值应符合系统使用的耐压要求。（3）工作频率--每种连接器都有最高频率限制，针对不同适用环境要求选择合适的连接器。c.电缆装接方法及电缆类型（1）电缆连接—连接器电缆装接方法主要有两种：A、焊接中心导体，焊接电缆编层的方法，焊接性能可靠，且一致性好。B、焊接中心导体，压\旋接编层的夹紧方法。适用于没有特殊安装工具的场合，并便于现场维修。（2）电缆类型—应根据各类型使用电缆的特性，（如软性电缆、半钢性电缆等）。一般外径细小的电缆与小型连接器相配。射频同轴连接器的选择d.端接形式连接器可用于射频同轴电缆、印制线路板、机框抽屉式功能组件及其它连接界面。按照应用场合选择一定形式的连接器和一定型号的电缆相配。e.材料及镀覆（1）连接器外壳主要是黄铜（2）连接器内导体主要是黄铜、锡青铜、铍铜（3）绝缘材料主要是聚四氟乙烯（PTFE）（4）连接器中心导体一般用银或金镀覆：外壳镀镍或银或三元合金。连接器的结构件解析•2.1、根据射频连接器的定义，它是传输线的一部分，可以使传输系统的元件接上或脱开，射频连接器是用于传输射频能量，其频率范围很宽，可达60GHZ甚至更高。射频连接器的典型用途包括先进的雷达、车船通信、数据传输系统及航空航天设备。•2.2、同轴连接器的基本结构包括：中心导体（阳性和阴性的中心接触件）；介电材料或称绝缘体；最后是外面部分，起着如同电缆外层一样的功能，即传输信号、作为屏蔽或电路的接地元件。连接器的结构件解析•2.3、主要部分接触件（contact）——接触件是连接器中的导电部分，它将来自连接器尾部所连电缆的电压或信号传递到与其相配连接器的对应接触件上。绝缘子（insulator）——在连接器中绝缘子的作用是使接触件保持正确的位置，并使接触件之间以及接触件与壳体之间相互绝缘。壳体（shellorBody）——壳体是连接器的外罩，插合的一对连接器壳体通常也为伸出的接触件提供精确的对中和保护，同时也是把连接器固定到设备上的一种方法。•2.4、辅助零件：连接套——连接套装在连接器的壳体上，用以锁定插头和插座。电缆夹接件——夹接件是通常用于把电缆配置到连接器上的主要装置。电缆通过这种转接件与连接器的接触件连接，然后转接件再固定于连接器的壳体上。连接器的结构件解析例选用同轴连接器的材质接触件材料•黄铜——黄铜是一种导向性能良好的材料，但在多次重复弯曲后容易变形和迅速疲劳。它通常在连接器中作固定式接触件或在连接器内作其它金属零件。在要求优良弹性的场合不适用带有黄铜接触件的连接器。•磷青铜——磷青铜的硬度高于黄铜，同时能保持较长期的弹性。它常作为工作温度低于300℃的接触件的材料。对于大多数插拔频度较低、或接触件处于正常弯曲的连接器而言，使用磷青铜可保证良好的可靠性。•铍青铜——铍青铜具有的机械性能远较黄铜或磷青铜为佳。铍青铜零件在退火后就能定型和硬化，实际上能永久保持其形状。它也是最耐机械疲劳的材料。在插拔频繁和要求高可靠的应用场合，应采用铍青铜。举例：N型分析结构举例：BMA型使用场合举例：BMA型功能原理射频同轴连接器的电性能绝缘电阻检验•绝缘电阻是指在连接器的绝缘部分施加电压，从而使绝缘部分的表面或内部产生漏电流而呈现出的电阻值。即绝缘电阻（MΩ）=加在绝缘体上的电压（V）/泄漏电流（μA）。通过绝缘电阻检验确定连接器的绝缘性能能否符合电路设计的要求或经受高温、潮湿等环境应力时，其绝缘电阻是否符合有关技术条件的规定。•主要受绝缘材料、温度、湿度、污损、试验电压及连续施加测试电压的持续时间等因素影响。介质耐压检验•介质耐压检验又称抗电强度检验。它是在连接器接触件与接触件之间、接触件与壳体之间，在规定时间内施加规定的电压，以此来确定连接器在额定电压下能否安全工作，能否耐受由于开关浪涌及其它类似现象所导致的过电位的能力，从而评定电连接器绝缘材料或绝缘间隙是否合适。•主要受绝缘材料、洁净度、湿度、大气压力、接触件间距，爬电距离和耐压持续时间等因素影响。射频同轴连接器的电性能接触电阻检验•在显微镜下观察连接器接触件的表面，尽管镀金层十分光滑，则仍能观察到5-10微米的凸起部分。会看到插合的一对接触件的接触，并不是整个接触面的接触，而是散布在接触面上一些点的接触。实际接触面必然小于理论接触面。综上所述，真正接触电阻应由以下几部分组成；1)集中电阻电流通过实际接触面时，由于电流线收缩（或称集中）显示出来的电阻。将其称为集中电阻或收缩电阻。2)膜层电阻由于接触表面膜层及其他污染物所构成的膜层电阻。从接触表面状态分析；表面污染膜可分为较坚实的薄膜层和较松散的杂质污染层。故确切地说，也可把膜层电阻称为界面电阻。3)导体电阻实际测量电连接器接触件的接触电阻时，都是在接点引出端进行的，故实际测得的接触电阻还包含接触表面以外接触件和引出导线本身的导体电阻。导体电阻主要取决于金属材料本身的导电性能，它与周围环境温度的关系可用温度系数来表征。•为便于区分，将集中电阻加上膜层电阻称为真实接触电阻。而将实际测得包含有导体电阻的称为总接触电阻。主要受接触件材料、正压力、表面状态、使用电压和电流等因素影响。射频同轴连接器的电性能•射频同轴连接器除上述这些常规电性能指标外，还有一些独特的电性能指标；如特性阻抗、衰减、电压驻波比和反射系数等。这些指标是根据射频传输理论，将射频同轴连接器看作一段特殊的同轴线而规定的。在电缆实际应用中特性阻抗非常重要，如果既不允许反射，能量损耗又必须减到最少，则阻抗必须仔细匹配，否则电缆或设备会由于过压而损坏。特性阻抗可由同轴连接器外导体内径与内导体外径的比值和内外导体之间绝缘体的介电常数进行计算求出。同轴连接器标准的特性阻抗有50Ω和75Ω两种，这是考虑射频信号的最大功率传输和尽可能小的反射而综合确定的。射频同轴连接器的电性能射频同轴连接器的电性能•对射频同轴连接器最重要的性能要求是阻抗匹配和使用频率范围，若同轴连接器的特性阻抗与同轴电缆线不匹配，将会在失配处产生信号的反射，反射信号与入射信号叠加将产生驻波（VSWR）。•电压驻波比是驻比的最大振幅与最小振幅之比。•反射系数是反射波电压（电流）与同一点上的入射波电压（电流）之比。•衰减是由于阻抗不匹配在传输信号时发热而产生的损耗。导体由于具有电阻，也是发热的部分原因。在传输低电平信号的电缆中，或效率是相当重要性能的应用场合，应仔细考虑失配衰减。失配衰减是反射系数倒数绝对值的对数，用dB表示。由于它们描述的是同一物理现象。故彼此可以换算。为降低电缆的衰减，通常应把电容减至最小，使用低的损耗系数的绝缘介质和最高导电率的导体。但必须注意在直径不变的同轴电缆中，虽较粗的导体会降低电阻损耗，但一般同时会使交流损耗增加。产生这种损耗增加的原因是由于导体之间电容耦合更紧密所致。在频率较高时，损耗也增加。•三阶交调•当两个信号频率为f1和f2或多个信号频率同时通过同一个无源射频传输系统时，由于传输系统非线性的影响，使基频信号之间产生非线性频率分量。这种现象被称为交调（PIM）•对于连接器而言，交调失真由非线性源产生，大多数情况下无法明确这些非线性源的状态、部位和特性。非线性源包括：金属间的互相接触部位、不同的材料、锈蚀物、灰尘和污染物等。由于受机械应力、温度变化、材料特性变化和气候变化等因素，这些效应中的大多数将随时间而变化。•主要受原材料（无磁）、电镀层质量、产品结构（确保足够的接触压力）及机械损伤、碎屑、表面污染等因素影响。射频同轴连接器的电性能