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如何无损检测同轴电缆的屏蔽质量 这里有妙招

时间:2020/11/24 14:12:42   作者:网友投稿   来源:dianlan.lexiangww.com   阅读:3116   评论:0
内容摘要:如何无损检测同轴电缆的屏蔽质量这里有妙招测试大多数产品的辐射发射,通常需要将所有的I/O和电源线连接到被测设备(EUT),并按照特定的产品标准铺开。在许多情况下,测试工程师只是想抓住最近的电缆,而在一致性测试中获得最好的结果。不幸的是,劣质电缆可能会由于屏蔽效果不好或(通过“尾纤”)连接到连接器的屏蔽端子不佳而导致发射...
如何无损检测同轴电缆的屏蔽质量 这里有妙招

测试大多数产品的辐射发射,通常需要将所有的I/O和电源线连接到被测设备(EUT),并按照特定的产品标准铺开。在许多情况下,测试工程师只是想抓住最近的电缆,而在一致性测试中获得最好的结果。不幸的是,劣质电缆可能会由于屏蔽效果不好或(通过“尾纤”)连接到连接器的屏蔽端子不佳而导致发射故障。

在之前的文章中,我讨论了由于屏蔽尾纤而引起的HDMI电缆辐射问题(参考资料1)。还以图形方式在参考资料2的视频中演示了为什么电缆屏蔽尾纤会导致辐射发射。

除屏蔽尾纤问题以外,根据成本,同轴电缆的屏蔽编织层质量也从紧密到松散不等。便宜的电缆可能具有非常宽松的编织层,而会使电缆发生信号进出泄漏。这就可能导致一致性故障,以及故障排除操作期间外部来源的测量污染。高质量的“MIL标准”电缆则通常具有两层编织屏蔽层,因此非常适合发射测试。

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表征测量

相对屏蔽质量

我和我的同事Picotest的Steven Sandler探索了同轴电缆的屏蔽特性,他通过将一端连接到频谱分析仪的输入并将跨度设置为覆盖2.4GHz ISM(Wi-Fi/BT)频段而演示了一种独特的方法。假设附近有Wi-Fi接入点和计算机,以最大保持模式进行扫描,则可以通过观察不断增加的接收信号水平来轻松识别质量较差的屏蔽电缆。屏蔽良好的电缆会显示相对较小的信号(图1)。

如何无损检测同轴电缆的屏蔽质量_这里有妙招

图1:此系统框图显示了屏蔽质量测量的原理。

直流电阻

另一个重要特性是每个连接器屏蔽层之间的低直流电阻。测量直流电阻还可以大致检查屏蔽层的电导率和屏蔽层与连接器的焊接情况,并且操作简便。只需将直流电源设置为1A的限流值,然后将输出连接到被测电缆的每一端即可(图2)。输出电压可能会下降到一个较低的值,但是没关系,只要电源设计为恒流工作即可。

如何无损检测同轴电缆的屏蔽质量_这里有妙招

图2:直流电阻测量设置框图。

根据欧姆定律,使用数字万用表(DMM)测量电缆一端到另一端的压降(mV),就是单位为mΩ的直流电阻。较低的测量电缆直流电阻对于精确的配电网络(PDN)阻抗测量尤其重要(参考资料3)。

相对屏蔽质量

任何频谱分析仪都应能很好地表征单根同轴电缆的相对屏蔽性能。但是,由于我们都可以使用带新Spectrum View选项的泰克(Tektronix)6系列示波器,因此我们可以通过将四根电缆分别连接到四个输入端口,然后打开每个端口的频谱分析仪功能来同时检查它们的屏蔽性能。

我有几根电缆想要表征,其中包括一些标准的BNC跳线和一些高质量的双屏蔽RG-316电缆。我也很好奇Beehive的近场探头电缆性能如何,因为我在常规的故障排除过程中会广泛使用它。

由于空闲的阳性连接器端部的中心引脚可能会拾取杂散RF信号,因此,以防万一,可以选择使用短路连接器或50Ω终端来进行端接。但是,我发现端接电缆的自由端并没有改变显示结果,所以我没有管它。

频谱分析仪设置

对于标准的频谱分析仪,可分别将起始频率和终止频率设置为2.4GHz和2.5GHz,将分辨率带宽设置为100kHz,并调整衰减和参考电平,而得到有效的显示。从技术上讲,具有出色屏蔽性能的电缆会显示很少的响应,而屏蔽不良的电缆会清楚地显示Wi-Fi通道附近有蓝牙信号。

泰克4/5/6系列设置(带Spectrum View)

双击每个通道标记,就可以将其打开,然后可以将垂直方向设置为1mV/格,将输入设置为50Ω。然后打开“频谱视图”面板,打开分析仪,就可以检查正常值、最大保持值和平均值。这样可以提供大约为零的基线,保存最大信号,并显示每个通道的实际测量值。可以将水平方向设置为40ns/格,但这不是很关键(图3)。有关此示波器的更多信息,可参见参考资料4。

如何无损检测同轴电缆的屏蔽质量_这里有妙招

图3:使用带Spectrum View的泰克6系列示波器进行电缆屏蔽测试时,应将电缆分开并垂向地面。

然后双击频谱分析仪面板,将跨度设置为100MHz,中心频率设置为2.45GHz。将分辨率带宽设置为100kHz,其余的保留为默认设置。一开始测量,我就选择抓住频谱显示和时域显示之间的中心线,然后将其拉下,而让四个频谱显示成为主导。让最大保持测量值稳定几分钟,就可以显示最大包络,从而清楚地显示蓝牙和Wi-Fi通道。

待测电缆

我有多种同轴电缆希望测试——一些旧的HP通用BNC跳线,一根没有标记的廉价BNC跳线,一些RG-316双屏蔽SMA电缆(通过亚马逊从卖家购买),一根Beehive的SMA到SMB电缆(我已使用多根进行一般的故障排除),以及Picotest的定制高质量三重屏蔽PDN测量电缆。

测量结果

在测试之前,我们可能希望先连接便宜电缆,来了解在调整显示结果时的预期结果。连接1号到4号电缆可获得图4所示结果。5号电缆(Picotest)单独进行测试(图5)。

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图4:使用带Spectrum View的泰克6系列示波器测试前四根电缆。


标签:如何 无损 检测 电缆 屏蔽 

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