1、射頻連接器知識一名稱解釋電連接器命名方法通用射頻連接器的型號由主稱代號和結構形式代號兩部分組成，中間用短橫線 “-”隔開。其它需說明的情況可在詳細軌范中作出規定，并用短橫線與結構形式代號隔開。通用射頻連接器的主稱代號采用國內、外通用的主稱代號。特殊產品的主稱代號 由詳細規范做出具體規定。通用主稱代號說 明N型外導體內徑為7mm（0.276英寸）、特性阻抗50Q（75Q）的螺紋式射頻同軸連接 器。（IEC169-16）BNC型外導體內徑為6.5mm（0.256英寸）、特性阻抗50Q的卡口鎖定式射頻同軸 連接器。（IEC169-8）TNC型外導體內徑為6.5mm（0.256英寸）、特性阻抗50Q的

2、螺紋式射頻同軸連接 器。（IEC169-17）SMA型外導體內徑為4.13mm（0.163英寸）、特性阻抗50Q的螺紋式射頻同軸連 接器。（IEC169-15）SMB型外導體內徑為3mm（0.12英寸）、特性阻抗50Q的推入鎖定式射頻同軸連 接器。（IEC169-10）SMC型外導體內徑為3mm（0.12英寸）、特性阻抗50Q的螺紋式射頻同軸連接器。 （IEC169-9）SSMA型外導體內徑為2.79mm（0.11英寸）、特性阻抗50Q的螺紋式射頻同軸連 接器。（IEC169-18）SSMB型外導體內徑為2.08mm（0.082英寸）、特性阻抗50Q的推入鎖定式射頻同 軸連接器。（IEC169

3、-19）SSMC型外導體內徑為2.08mm（0.082英寸）、特性阻抗50Q的螺紋式射頻同軸連 接器。（IEC169-20）SC型（SC-A和SC-B型）外導體內徑為9.5mm（0.374英寸）、特性阻抗50Q的 螺紋式（兩種型號有不同類型連接螺紋）射頻同軸連接器。（IEC169-21）APC7型外導體內徑為7mm（0.276英寸）、特性阻抗50Q的精密中型射頻同軸連 接器。（IEC457-2）APC3.5型外導體內徑為3.5mm（0.138英寸）、特性阻抗50Q的螺紋式射頻同軸連 接器。（IEC169-23）K型外導體內徑為2.92mm（0.115英寸）、特性阻抗50Q的螺紋式射頻同軸連接器

4、。 OS-50型外導體內徑為2.4mm（0.095英寸）、特性阻抗50Q的螺紋式射頻同軸連 接器。F型特性阻抗75Q的電纜分配系統中使用的螺紋式射頻同軸連接器。（IEC169-24） E型特性阻抗75d的電纜分配系統中使用的螺紋式射頻同軸連接器。（IEC169-27） L型公制螺紋式射頻同軸連接器，螺紋連接尺寸在“L”后用阿拉伯數字表示。 通用射頻連接器的結構形式代號由下表所示部分組成： 標準順序分類特征代號標志內容 插頭插 座面板電纜1插頭或插座插頭：T插座：Z （T） / （Z）2特性阻抗用相應的數字表示/50或75/3接觸件形式插針：J插孔：KJ（K）K（J）K（J）4外殼形式直式：不標

5、彎式：WW/W5安裝形式法蘭盤：F螺母：Y焊接：HF或Y或HF或Y或HF或Y或H6接線種類電纜：電纜代號微帶：D高頻帶：不標電纜代號D電纜代號注：插頭裝插針、插座裝插孔的系列，結構形式中插頭和插座的代號（表中序號 1）不標。插頭裝插孔、插座裝插針的系列，用括號中的代號。.毫米波連接器通常是指工作波長在10mm以下的連接器，是一種超小型微波同 軸連接器。它的特點是工作頻率高、結構尺寸小、精度要求高。由于連接器的結 構尺寸與工作波長相接近，任何微小的變化都會給連接器的電氣性能帶來嚴重的 影響，這就給連接器結構尺寸帶來了高精度的要求。尺寸小，精度高又給制造技 術提出了更高的要求。毫米波同軸連接器從廣

6、義上講，它是一段同軸線，因此同軸線傳輸的基本理論在 這里也是適用的。但是它畢竟又不詳同軸線那樣簡單，由于結構上的需要，引進 了絕緣子，內外導體直徑出現臺階。它不可能是一個均勻的同軸線，使電場傳輸 特性發生了改變，另外由于制造上的原因，存在不可避免的誤差，使連接器的精 度受到影響。這一系列問題是連接器理論需要解決的內容。有些可以通過理論分 析與計算求的比較合理的設計參數，但是有些問題因數十分復雜，難以進行理論 計算，就是計算也不一定準確，只有通過對典型結構的試驗，找出他們的規律性， 用以指導連接器的理論設計。.連接器接口模型毫米波連接器的插頭與插座相連接的接口設計是連接器的關鍵，它不僅影響到產

7、品的互換性，而且直接影響到連接器的電氣性能。連接器的外導體在接口處緊密 接觸，而陰陽導體在接口處可能出現間隙。毫米波同軸連接器內外導體間除很薄 的支撐絕緣子外，全部由空氣介質填充，因此，連接器的接口可把它看成一段帶 絕緣支撐的空氣同軸線。連接器的接口實質是由介質填充和空氣填充相結合的一段同軸線，由于結構支撐 的需要，內外導體在絕緣子厚度范圍常挖有不同深度的槽；又由于制造和安裝誤 差的存在，內外導體直徑方向出現不均勻，在徑向存在一定的偏心，外導體接觸 處不可避免地會出現一定的間隙，這樣一來同軸線就變得相當復雜，難以進行理 論計算。現對模型理想化設計，分析不同因素對連接器的影響。假設絕緣子厚度B為

8、有限，兩絕緣子間距離A足夠大，在內、外導體上挖槽深度 和間隙都比較小，因此近似認為是一段均勻同軸線。選擇射頻連接器,應考慮哪些因素有許多因素決定了連接器系列和樣式，其中配接電纜和使用頻率范圍是主要的因素。在工程實踐中，使連接器直徑大小和電纜直徑盡可能相 近，以最大限度地減少反射。電纜直徑和連接器直徑之間的區別越大，性能越差。反射通常 作為頻率的函數增加，而一般較小的連接器在較高的頻率段,性能通常很好。對于非常高的 頻率（26GHz以上），則需要精密的空氣介質連接器。頻率范圍決定了使用連接器的系列。在我們的網站上，可以查閱各種各樣的連接器 系列和他們標準的使用頻率范圍。通常在較低的頻率（6 GH

9、z之下），使用推入鎖緊式或者 刺刀卡鎖式連接器。螺紋鎖緊式連接通常在高性能，低噪音的環境應用。通常電纜的規格確定了連接器的阻抗。 50和75歐姆是使用最多的兩種標準阻抗， 而許多連接器系列具有50歐姆和75歐姆兩款阻抗。普通電纜和他們的特性見我司網站。有 時在頻率500 MHz以下，50歐姆連接器能使用在75歐姆電纜上(反之亦可)并且性能可接 受。這樣做的原因是一般地50歐姆連接器便宜，且他們使用廣泛。除了使電纜和連接器在尺寸上盡可能匹配以最大限度地減少誤差，連接器的界面 和絕緣體材料也是重要的考慮因素。線性對接和空氣連接的界面(如SMA和N型界面)能提 供高頻低反射性能，而重疊的電介質界面(

10、如BNC和SMB)的頻率及反射性能通常有所局限。 通常反映連接器性能的圖表是反射系數表。這是一種描述信號從連接器被反映回來多少的測 量方法。它能用反射系數、電壓駐波比(VSWR)和回波損耗來表示.基于美國通信委員會(FCC，Federal Communications Commission)第15章關于 無線電設備非標準界面的擴展要求，許多設計者選用常有標準的連接器接口(如BNC，TNC)， 但將其極性反轉，有時采用反向螺紋介面。在某些特殊應用上，功率和電壓要求也是確定連接器使用的一個因素。大功率應 用將要求使用大直徑連接器(例如7-16 DIN和HN型)。一般傳輸功率決定于電纜的傳輸 功率，

11、通常根據經驗來確定。電壓擊穿等級決定于峰值電壓。功率傳輸能力隨頻率和海拔 高度遞減。電壓駐波比(VSWR)及其確定VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)是計量信號從連接器返回量的量度標準。它是一個矢量單位包括振幅和相位分量。認識這一點是非常 重要的，特別是當我們在考量傳輸線上多個連接器的復合影響時。阻抗不匹配會導致反射， 如果所使用的電纜是50歐姆的阻抗，那么連接器也必須保持50歐姆阻抗。從電纜到連接器 傳輸線上的尺寸變換，連接器內的絕緣體介質串動和導體的接觸損耗是導致非匹配的主要因 素。通常確定連接器的VSWR有二種方法，第一種方法是在整個頻帶內采用“平坦直線限

12、定” 法，例如，對于配接柔性電纜的直型BNC插頭，VSWR規定到4 GHz的最大值為1.3:1(通常 則寫為最大1.3)。第二種方法是考慮到VSWR在實際情況下是典型的頻率直接的函數，配 接RG-142 B/U電纜的直型5乂A插頭，VSWR可以描述為：VSWR=1.15 +0 .01* F ( GHz )到 12.4 GHz最大頻率。例如，在2 Ghz時，容許最大限度的VSWR將是1.15+2*.01或者最大 1.17。在12.4 Ghz時它將是1.15+12.4*.01或者最大1.274。自然地，這些值能被轉 換為回波損耗或者反射系數。插入損耗及其確定插入損耗P,定義為：P=10*log (

13、 Po/Pi )，單位dBPo輸出功率(Power output)Pi輸入功率(Power input)產生插入損耗的三種主要原因：反射損耗，介質損耗和導體損耗。反射損耗指 那些因為駐波而產生連接器的損耗。介質損耗指能量在介質材料(Teflon, rexolite, delrin 等)中傳播的損耗。導體損耗指能量在連接器導體表面傳導而造成的損耗，它與材料選擇和 電鍍的使用相關。通常，連接器插入損耗從幾個百分之一 dB到幾個十分之一 dB。同VSWR 的指定方法一樣，可以指定為“平坦直線限定”或者指定為頻率的函數。同VSWR的例子一 樣，對于配接柔性電纜的直型BNC插頭，在最大3 Ghz測試條件

14、下，BNC可以指定為最大0.2 dB。對于SMA,在6 Ghz測試條件下，可以指定插入損耗P=0.06*(f-GHz) dB。例 如，在4 Ghz時，插入損耗最大為0.06*2或者0.12 dB。雖然連接器可以在很寬的頻率范 圍內使用，但通常僅僅在指定的特定頻率下測試，因為對非常小的損耗進行精確測量是一 個精確的，耗時的過程。在MIL PRF-39012中定義了這個測試過程。如何確定電纜組件的性能電纜組件有兩種受關注的特征性能：電壓駐波比 VSWR（或者回波損耗）和插入損耗。除了使用極低損失電纜的最短電纜組件（少于6英寸），所有插 入損耗主要都是因為電纜本身的衰減原因，一般可從廠商資料中確定。

15、如何確認RF連接器 符合駐波要求另一方面，VSWR主要是由于連接器的原因。記住VSWR是一矢量數量，當頻 率掃描時,每個連接器的VSWR將會隨相移的波動而上下跳動。在何處出現這些最大值和最小 值將依賴于電纜的長度和其介質常數。一般說來，計算出的最大駐波由每一末端連接器的反 射系數來確定。最壞的情況是2個反映系數相加。雖然很小，線纜的返回損耗也是VSWR 的一部份。如果忽略電纜的損耗，VSWR將減少。對于這個例子，我們將忽略電纜的衰減 而不作為一個影響因素。例如，我們說一個連接器的在某頻率下VSWR為1.2,而另一個連 接器是1.25，電纜VSWR是1.05,把VSWR轉換成為反射系數分別為0.

16、091，0.111和0.024, 最大反射系數=0.226。轉換回VSWR則為1.584。一種迅速得到結果的方法是乘以這3種的 VSWR值，在這種情況下，它將為1.2*1.25*1.05=1.575。這非常接近于以前的計算結果.對 于回波損耗，VSWR能被轉變成為dB。如果每個連接器的回波損耗是不同的或者如果電纜回 波損耗是不可忽略的，那么每種回波損失將不得不被轉換成為反射系數被增加然后再被轉換 回回波損耗。認識到連接器和電纜的VSWR是成矢量地疊加非常重要,并且電纜組件的VSWR 比每一單獨元件的VSWR要高。如何確認RF連接器符合駐波要求在RF設計和研發階段期間有兩個步驟，一旦完成3 D機

17、械制圖，第一個步驟RF設計過程是使用高頻率結構模擬軟件（HFSS ）模擬連接器。 這是一個允許我們通過連接器的3 D結構模擬其RF性能的計算機程序。對于HFSS分析，這 種軟件沒有頻率限制并且可以讓我們觀測連接器或者任何其它微波設備的VSWR （回波損耗） 和插入損耗。止匕外，它有能力執行時域分析（TDR ）。TDR是允許我們看到反射作為距離 的函數的一種技術。這使我們能看見連接器內部并且準確地確定不連續性產生的地方。對于 TDR分析，可以進行糾正，且能執行一種新的分析。此外，HFSS軟件有一種“優化”模塊 允許我們在連接器內部自動地變化尺寸從而得到最佳的VSWR。這種過程大大地減少工程設 計

18、周期時間。在完成模擬及確定連接器原型之后，將會在網絡分析儀上測試，它是測量連接 器或者電纜組件的S參數（VSWR和插入損失）的一種測試設備。仿真和實際的試驗數據之 間的區別可以被評估出來。簡言之，模擬數據使得VSWR有足夠的空間進行優化，即使制造 及組裝有變化的差異,但能滿足客戶的要求。導致模擬和實際試驗數據之間差別的原因：1.測試中的實際界面與模擬界面不同2.電纜的電介質常量和尺寸是不固定的,且電纜是在理想狀態下被模擬的。 3.用作絕緣體的不同材料的介質常量（如：迭爾林（聚甲醛樹酯），lcp）不是很明 了。4.不能得知所有類型的連接器的校準工具,因此通常用截取來獲得數據。.小的空氣空間通常不

19、被模擬, 因為這會大大地增加模擬的復雜性.它們常用介 質來充塞.實際的組裝設備能導致組成部分壓縮（如:press fits），這可能導致零件的徑向 及相關聯的位置不同于模型。7.一般地，不模擬半徑小的零件, 而用倒角或完全清除來代替.8.連接器通過用虛無標注的尺度來模擬。實際的零件尺寸有公差。9.適應頻率是一種單頻率,通常大約是上限頻率的80%，但是分析結果是:通常被 擴展到比較寬的頻率范圍。10.壓接能以一種極其可變的方式使電纜變形,通常不模擬.連接器的無源互調影響因素以及怎么設計低交調的RF連接器在我們2002年5月發行的速聯RF連接資訊里，介紹了被動互調失真。在這節里，我將談論被動互調失

20、真在連 接器和線纜組件中的成因及在你的系統中怎么克服它。依照早期的觀點來看，在被動電路 里,PIM是由非線性造成的，在連接器和線纜組件中引起非線性運行的主要原因是由下面中 的任何一個而引起接觸不良的連接點：一.接點壓力不足二.不規則的接觸面三.氧化反應導致連接點被氧化四.連接干擾五.腐蝕另外，鐵磁物質如鎳和鋼及污染物等都會造成這個問題。在速聯，我們性能最好的連接器采用了焊接式中心針以及盡可能使用一體式的外 導體連接。另外，我們有一條N和7/16系列無須澆鑄就能抗風，振動，和熱壓干擾的連接 器生產線。接觸力和設計的其他方面足夠的耐壓以防止PIM.中心導體鍍銀或金，連接器的 主體鍍銀或白青銅。連接

21、器和線纜組件須在無塵的環境中生產并由非常專業的，知道 PIM 成因及其影響的人士組裝。所有的組件都須檢測以確保其符合通行的規格。回波損耗與電壓駐波比的區別這個問題論及電壓駐波比和回波損耗,都是相同參數的一種測量方法,也就是連接器反射的信號數量,是影響連接器總信號效率的一個重要因 素。回波損耗是由于線纜上間斷性功率反射而造成的損失的信號的一部分。回波損耗 類似與電壓駐波比，在無線電行業中一般比較傾向于電壓駐波比。因為它是一種對數測量， 當表示很小的反射時是非常有用的。VSWR是Voltage Standing Wave Ratio首個字母的縮寫，電壓駐波比是一個適用 于反射電壓的電壓比率。電壓駐

22、波比類似于回波損失，在連接器行業中，一般比較傾向于回 波損耗，因為它是一次線性測量，在對數測量中很小的誤差是在所難免的，所以在表示較大 的反射時電壓駐波比是很有用的。平均功率與最大功率的區別連接器功率的大小能夠決定系統長期（短期）的可靠性。使用不 能充分發揮其功率的連接器將會引起嚴重的問題從而導致系統的失敗。平均功率和最大功率 必須被考慮到。平均功率是連接器/線纜在穩定狀態條件下,與相連接的負載終斷時，將產生 的一個最大安全中心導體溫度.安全的中心溫度是不會熔化介質的。在考慮平均功率時，下 面的幾點應當注意：平均功率與頻率成反比例，因此平均功率必須降低。平均功率與額定功 率是相等的 1 兆赫/

23、? （頻率用兆赫） 連接器的額定功率比與它相接的線纜的額定功率要 高。連接器有金屬外殼但線纜有塑料皮包著。連接器可以附有有助于散熱的防水壁。連接器 內由于存在空氣，通常每單位長度有較低的衰減.連接器的電壓等級制約了其最大功率，并 由PK=V2/Z這個式子決定，其中V表示最大電壓等級Z表示特定的阻抗。考慮最大功率時 應當注意下面幾點：A,最大功率的工作周期一般都很短，但你應該通過計算最高脈沖的平 均功率來確定它是符合規格的。B,最大功率不是一個頻率函數C最大功率是電壓駐波比和 調制電路的反函數，必須要降低。D最大功率和平均功率是高度函數，必須要降低.E最大 額定功率一般小于連接器或線纜組件的合成

24、.如何確保PCB連接器適用于自我的設計當設計表面安裝或PC類型的連接器時，連接器生產商通常不知道在什么樣的環境下著手設計連接器。設計成同軸設備的連接器,使用 HFSS 來優化其性能. 然而，根據印刷電路板的類型及其參量，在運做時，不同的補償配置 是必要的。因為在運做時產生了一個間斷性，可能嚴重使體系性能降低.在速聯，我們用ANSOFT HFSS在客戶的PCB板上仿制了一個連接器。我們不斷變 更以獲得最佳的阻抗匹配。我們將會告訴用戶什么樣的變動使其性能最佳.上面所顯示的是安放在微波傳輸帶上的連接器，回波損耗是-20dB;插入損耗是 -0.4dB。時域顯示電容在運作，因此，另外必須增加多余的感應性

25、。幾種不同的配置能在數分鐘之內被模仿，及被推薦的變更導致回波損耗為-35dB插入損耗從-0.4dB減少到少于-0.1dB。這是速聯為客戶提供的一種服務，旨在設 計出更好的產品。如何確保反射和損耗降到最小認識到連接器不僅僅是兩條傳輸線之間的機械連接是很重要的，它也是一種射頻連接,將盡可能多的RF能量從傳輸線的A點傳送到B點。用于 連接器設計的所有機械尺寸和材料將影響RF的性能尤其是內徑，這些直徑設定了傳送線的 阻抗必須是接近系統的特征阻抗，否則連接器的反射是過多。來自2。的偏差是必要的，可 能在中心針上設計魚傘釣或輥花采取適當的補償措施使反射最小化。當我們設計連接器時，我們要怎樣確保其性能良好及

26、最小的反射和損耗。為了符 合所有RF性能規格，速聯用了一個強有力的模擬工具HFSS。這個軟件包由ANSOFT制造， 從1997年開始，我們就用它設計連接器。這個工具的強大的優點是我們能設計連接器并無 須制造真樣品及測試它們就能模擬其運作。我們可以嘗試不同的修改，并在數分種內或比較 復雜的設計,在數小時內就有結果，直到我們對結果感到滿意后才將樣品設計投放生產然后 進行測試。在這個例子中，一個接RG-58/U線纜的BNC彎型插頭有一個電壓駐波比要求，最 大為1.25,從DC- 4 GHz .連接器機械圖maximum from DC- 4 GHz.連接器機械制造圖上述的連接器在HFSS中被模擬并且

27、被顯示如下。在HFSS中，我們需要對連接器的機械圖 作某些改變。 對于這一特定的連接器,包括移去重疊材料諸如過盈配合的絕緣體,及 RG-58/U電纜和設置適當的BNC界面。每一連接器之內的組成部分必須是一個單獨的可辨認 的實體并且分配一種合適的材料。這包括任何大氣空間。在HFSS默認的一種理想背景中，所 有外部金屬部分都是不必要的。由于電場不能穿透金屬表面,連接器的金屬主體和外部硬 件不需要模擬。HFSS模型在HFSS中安裝模擬器之后從DC-4 GHz下運行，下面顯示了初始的VSWR結果。初始設計的 VSWR結果 可以看出，到3 GHz時,VSWR滿足客戶要求，但是從3GHz到4 GHz，它在

28、規格之上并且必須 對設計作出改進以便改善VSWR。在速聯下一個問題中，我將描述我們如何使用ANSOFT HFSS 來幫助我們修改設計并且改進VSWR性能。DW 9-12-03什么是PIM（被動互調失真）被動互調失真（PIM）是一種當兩個信號在同在一根傳輸線上以一種非線性方式混合時出現的一種現象。這種混合產生多余的頻率組分 （fim=,mf1+nf2和m和n是整數）會在蜂窩上行線段降落產生干涉。設計或組裝有缺陷的 連接器和線纜組件能產生PIM現象，速聯有一整條低PIM連接器和線纜組件生產線。本文談 論了 PIM的基本知識及怎樣去設計低PIM連接器又詳述了應用于產業上的最近新測試程序。 什么是無源

29、互調被動相互調制畸變（PIM）是一種當兩個信號在同一根傳送線上以一種非線性方式混合時發生的現象。這混合產生的頻率組分（fim=,mf1+nf2和m和n是一 條多孔的對空通訊帶的整數）的地方，導致干涉。設計或組裝有缺陷的連接器和線纜組件可 能引起PIM現象，安費諾有一整條低PIM連接器和線纜組件生產線。本文談論了 PIM的基本 知識及怎樣去設計低PIM連接器又詳述了應用于產業上的最近新測試程序 引言不論是高頻電連接器，還是低頻電連接器，接觸電阻、絕緣電阻和介質耐壓（又稱抗電強度） 都是保證電連接器能正常可靠地工作的最基本的電氣參數。通常在電連接器產品技術條件的 質量一致性檢驗A、B組常規交收檢驗

30、項目中都列有明確的技術指標要求和試驗方法。這三 個檢驗項目也是用戶判別電連接器質量和可靠性優劣的重要依據。但根據作者多年來從事電 連接器檢驗的實踐發現；目前各生產廠之間以及生產廠和使用廠之間，在具體執行有關技術 條件時尚存在許多不一致和差異，往往由于采用的儀器、測試工裝、操作方法、樣品處理和 環境條件等因素的不同，直接影響到檢驗結果的準確性和一致性。為此，作者認為：針對目 前這三個常規電性能檢驗項目在實際操作中存在的問題進行一些專題研討，對提高電連接器 檢驗可靠性是十分有益的。另外，隨著電子信息技術的迅猛發展，新一代的多功能自動檢測儀正在逐步替代原有的單參 數測試儀。這些新型測試儀器的應用必將

31、大大提高電性能的檢測速度、效率和準確可靠性。 2 接觸電阻檢驗作用原理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。根據表面光滑程度及接觸壓力大小，兩者 差距有的可達幾千倍。實際接觸面可分為兩部分；一是真正金屬與金屬直接接觸部分。即金 屬間無過渡電阻的接觸微點，亦稱接觸斑點，它是由接觸壓力或熱作用破壞界面膜后形成的。 這部分約占實際接觸面積的5-10%。二是通過接觸界面污染薄膜后相互接觸的部分。因為任 何金屬都有返回原氧化物狀態的傾

32、向。實際上，在大氣中不存在真正潔凈的金屬表面，即使 很潔凈的金屬表面，一旦暴露在大氣中，便會很快生成幾微米的初期氧化膜層。例如銅只要 2-3分鐘，鎳約30分鐘，鋁僅需2-3秒鐘，其表面便可形成厚度約2微米的氧化膜層。即 使特別穩定的貴金屬金，由于它的表面能較高，其表面也會形成一層有機氣體吸附膜。此外， 大氣中的塵埃等也會在接觸件表面形成沉積膜。因而，從微觀分析任何接觸面都是一個污染 面。綜上所述，真正接觸電阻應由以下幾部分組成；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。膜層電阻由于接觸表面膜層及其他污染物所構成的膜層電阻。從接觸表面狀

33、態分析；表面污染膜可分 為較堅實的薄膜層和較松散的雜質污染層。故確切地說，也可把膜層電阻稱為界面電阻。導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線本身的導體電阻。導體電阻主要取決于金屬材料本身 的導電性能，它與周圍環境溫度的關系可用溫度系數來表征。為便于區分，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體電阻的 稱為總接觸電阻。在實際測量接觸電阻時，常使用按開爾文電橋四端子法原理設計的接觸電阻測試儀（毫歐 計），其專用夾具夾在被測接觸件端接部位兩端，故實際測量的總接觸電阻R由以下三部分 組成，可由下

34、式表示：R= RC + Rf + Rp,式中：RC一集中電阻；Rf膜層電阻；Rp導體電阻。接觸電阻檢驗目的是確定電流流經接觸件的接觸表面的電觸點時產生的電阻。如果有大電流 通過高阻觸點時，就可能產生過分的能量消耗，并使觸點產生危險的過熱現象。在很多應用 中要求接觸電阻低且穩定，以使觸點上的電壓降不致影響電路狀況的精度。測量接觸電阻除用毫歐計外,也可用伏-安計法,安培-電位計法。在連接微弱信號電路中，設定的測試參數條件對接觸電阻檢測結果有一定影響。因為接觸表 面會附有氧化層，油污或其他污染物，兩接觸件表面會產生膜層電阻。由于膜層為不良導體， 隨膜層厚度增加，接觸電阻會迅速增大。膜層在高的接觸壓力

35、下會機械擊穿，或在高電壓、 大電流下會發生電擊穿。但對某些小型連接器設計的接觸壓力很小，工作電流電壓僅為mA 和mV級，膜層電阻不易被擊穿，接觸電阻增大可能影響電信號的傳輸。在GB5095 電子設備用機電元件基本試驗規程及測量方法”中的接觸電阻測試方法之一， “接觸電阻-毫伏法” 規定，為防止接觸件上膜層被擊穿，測試回路交流或直流的開路峰值 電壓應不大于20mV，交流或直流的測試中電流應不大于100mA。在GJB1217“電連接器試驗方法”中規定有“低電平接觸電阻”和“接觸電阻”兩種試 驗方法。其中低電平接觸電阻試驗方法基本內容與上述GB5095中的接觸電阻-毫伏法相同。 目的是評定接觸件在加

36、上不改變物理的接觸表面或不改變可能存在的不導電氧化薄膜的電 壓和電流條件下的接觸電阻特性。所加開路試驗電壓不超過20mV，試驗電流應限制在100mA。 在這一電平下的性能足以表現在低電平電激勵下的接觸界面的性能。而接觸電阻試驗方法目 的是測量通過規定電流的一對插合接觸件兩端或接觸件與測量規之間的電阻。通常采用這一 試驗方法施加的規定電流要比前一種試驗方法大得多。如國軍標GJB101“小圓形快速分離 耐環境電連接器總規范”中規定；測量時電流為1A，接觸對串聯后，測量每對接觸對的電 壓降，取其平均值換算成接觸電阻值。影響因素主要受接觸件材料、正壓力、表面狀態、使用電壓和電流等因素影響。接觸件材料電

37、連接器技術條件對不同材質制作的同規格插配接觸件，規定了不同的接觸電阻考核指標。 如小圓形快速分離耐環境電連接器總規范GJB101-86規定，直徑為1mm的插配接觸件接觸電 阻，銅合金W5mQ,鐵合金W15mQ。正壓力接觸件的正壓力是指彼此接觸的表面產生并垂直于接觸表面的力。隨正壓力增加，接觸微點 數量及面積也逐漸增加，同時接觸微點從彈性變形過渡到塑性變形。由于集中電阻逐漸減小， 而使接觸電阻降低。接觸正壓力主要取決于接觸件的幾何形狀和材料性能。表面狀態接觸件表面一是由于塵埃、松香、油污等在接點表面機械附著沉積形成的較松散的表膜，這 層表膜由于帶有微粒物質極易嵌藏在接觸表面的微觀凹坑處，使接觸面

38、積縮小，接觸電阻增 大，且極不穩定。二是由于物理吸附及化學吸附所形成的污染膜，對金屬表面主要是化學吸 附，它是在物理吸附后伴隨電子遷移而產生的。故對一些高可靠性要求的產品，如航天用電 連接器必須要有潔凈的裝配生產環境條件，完善的清洗工藝及必要的結構密封措施，使用單 位必須要有良好的貯存和使用操作環境條件。使用電壓使用電壓達到一定閾值，會使接觸件膜層被擊穿，而使接觸電阻迅速下降。但由于熱效應加 速了膜層附近區域的化學反應，對膜層有一定的修復作用。于是阻值呈現非線性。在閾值電 壓附近，電壓降的微小波動會引起電流可能二十倍或幾十倍范圍內變化。使接觸電阻發生很 大變化，不了解這種非線*，就會在測試和使

39、用接觸件時產生錯誤。電流當電流超過一定值時，接觸件界面微小點處通電后產生的焦耳熱()作用而使金屬軟化或熔 化，會對集中電阻產生影響，隨之降低接觸電阻。問題研討低電平接觸電阻檢驗考慮到接觸件膜層在高接觸壓力下會發生機械擊穿或在高電壓、大電流下會發生電擊穿。對 某些小體積的連接器設計的接觸壓力相當小，使用場合僅為mV或mA級，膜層電阻不易被擊 穿，可能影響電信號的傳輸。故國軍標GJB1217-91電連接器試驗方法中規定了兩種試驗方 法。即低電平接觸電阻試驗方法和接觸電阻試驗方法。其中低電平接觸電阻試驗目的是評定 接觸件在加上不能改變物理的接觸表面或不改變可能存在的不導電氧化簿膜的電壓和電流 條件下

40、的接觸電阻特性。所加開路試驗電壓不超過20mV,而試驗電流應限制在100mA,在這 一電平下的性能足以滿足以表現在低電平電激勵下的接觸界面的性能。而接觸電阻試驗目的 是測量通過規定電流的一對插合接觸件兩端或接觸件與測量規之間的電阻,而此規定電流要 比前者大得多，通常規定為1A。單孔分離力檢驗為確保接觸件插合接觸可靠,保持穩定的正壓力是關鍵。正壓力是接觸壓力的一種直接指標, 明顯影響接觸電阻。但鑒于接觸件插合狀態的正壓力很難測量,故一般用測量插合狀態的接 觸件由靜止變為運動的單孔分離力來表征插針與插孔正在接觸。通常電連接器技術條件規定 的分離力要求是用實驗方法確定的,其理論值可用下式表達。F二F

41、Nd式中FN為正壓力，D為摩擦系數。由于分離力受正壓力和摩擦系數兩者制約。故決不能認為分離力大,就正壓力大接觸可靠。 現在隨著接觸件制作精度和表面鍍層質量的提高,將分離力控制在一個恰當的水平上即可保 證接觸可靠。作者在實踐中發現,單孔分離力過小,在受振動沖擊載荷時有可能造成信號瞬 斷。用測單孔分離力評定接觸可靠性比測接觸電阻有效。因為在實際檢驗中接觸電阻件很少 出現不合格,單孔分離力偏低超差的插孔,測量接觸電阻往往仍合格。接觸電阻檢驗合格不等于接觸可靠。在許多實際使用場合,汽車、摩托車、火車、動力機械、自動化儀器以及航空、航天、船舶 等軍用連接器,往往都是在動態振動環境下使用。實驗證明僅用檢驗

42、靜態接觸電阻是否合格, 并不能保證動態環境下使用接觸可靠。往往接觸電阻合格的連接器在進行振動、沖擊、離心 等模擬環境試驗時仍出現瞬間斷電現象。故對一些高可靠性要求的連接器,許多設計人員都 提出最好能100%對其進行動態振動試驗來考核接觸可靠性。最近,日本耐可公司推出了一 種與導通儀配套使用的小型臺式電動振動臺,已成功地應用于許多民用線束的接觸可靠性檢 驗。3 絕緣電阻檢驗作用原理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部產生漏電流而呈 現出的電阻值。即絕緣電阻（MQ）二加在絕緣體上的電壓（V） /泄漏電流（PA）。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計的

43、要求或經受高溫、潮濕等環境應力 時,其絕緣電阻是否符合有關技術條件的規定。絕緣電阻是設計高阻抗電路的限制因素。絕緣電阻低,意味著漏電流大,這將破壞電路的正 常工作。例如形成反饋回路,過大的漏電流所產生的熱和直流電解,將使絕緣破壞或使連接 器的電性能變劣。影響因素主要受絕緣材料、溫度、濕度、污損、試驗電壓及連續施加測試電壓的持續時間等因素影響。絕緣材料設計電連接器時選用何種絕緣材料非常重要,它往往影響隨后產品的絕緣電阻能否穩定合 格。如某廠原使用醋醛玻纖塑料和增強尼龍等材料制作絕緣體,這些材料內含極性基因,吸 濕性大,在常溫下絕緣性能可滿足產品要求,而在高溫潮濕下絕緣性能不合格。后采用特種 工程

44、塑料PES （聚苯醚砜）材料，產品經2001000h和240h潮濕試驗，絕緣電阻變化較小，仍在105MQ以上，無異常變化。溫度高溫會破壞絕緣材料,引起絕緣電阻和耐壓性能降低,對金屬殼體,高溫可使接觸件失去彈 性，加速氧化和發生鍍層變質。如按GJB598生產的耐環境快速分離電連接器系列2產品， 絕緣電阻規定25時應不小于5000MQ,而高溫200時，則降低至不小于500 MQ。濕度潮濕環境引起水蒸氣在絕緣體表面的吸收和擴散，容易使絕緣電阻降低到MQ級以下。長期 處于高溫環境下會引起絕緣體物理變形、分解、逸出生成物，產生呼吸效應及電解腐蝕及裂 紋。如按GJB2281生產的帶狀電纜電連接器，標準大氣

45、條件下的絕緣電阻值應不小于5000 MQ,而經相對濕度為90%95%,溫度為40 2 96h溫熱試驗后的絕緣電阻降至不小于 1000 MQ。污損絕緣體內部和表面的潔凈度對絕緣電阻影響很大,由于注塑絕緣體用的粉料或膠接上、下絕 緣安裝板的膠料中混有雜質,或由于多次插拔磨損殘留金屬屑及端接錫焊時焊劑殘留滲入絕 緣體表面,都會明顯降低絕緣電阻。如某廠生產的圓形電連接器在成品交收試驗時發現有一 個產品接觸件之間的絕緣電阻很低，僅20MQ不合格，后經解剖分析發現其原因是由于注塑 絕緣體用的粉料中混有雜質,后只得將該批產品全部報廢。試驗電壓絕緣電阻檢驗時施加的試驗電壓對測試結果有很大關系。因為試驗電壓升高

46、時,漏電流的增 加不成線*,電流增加速率大于電壓增加的速率,故試驗電壓升高時測得的絕緣電阻值將 會下降。電連接器產品技術條件引用的試驗方法中,對試驗電壓都有明確的規定,通常規定 為500V,因此不能用一般歐姆表、直流電橋等電阻測量儀器來測量絕緣電阻。持續時間（讀數時間）由于被測電連接器在測量極之間存在著一定的電容,測量初期電源先要對電容充電,因此在 測試時往往會出現絕緣電阻測試儀上指示的電阻值有逐漸上升的趨勢,這是正常現象。不少 電連接器試驗方法中明確規定,讀取絕緣電阻測試儀上的讀數必須在電壓施加一分鐘后進 行。3.3問題研討1）檢驗環境溫濕度的影響電連接器技術條件通常都規定了產品使用環境溫度

47、和溫度，如溫度為-55125、濕度為 402、953%,作者認為；檢驗環境條件和使用環境條件是有區別的。技術條件規定產 品可以在上述溫濕度使用環境下工作,并不意味著生產廠在長述使用環境條件下測試絕緣電 阻都應滿足正常大氣壓下的考核指標。如在使用溫度上限125和402、933%溫熱環 境條件下測絕緣電阻,則應按技術條件規定的高溫和溫熱環境試驗的考核指標進行考核,而 不應按正常大氣壓下的考核指標進行考核。作者在實際檢驗時多次發現；同一批產品在北方氣候較干燥的條件下（濕度80%）復驗,絕緣電阻僅為100200MQ屬不合格，遇此情況有時用酒精清洗烘干后，剛取 出檢驗是合格的,但放置到次日再復測又不合格

48、.為此,建議生產廠在產品交收試驗時,應對 絕緣電阻控制在規定值以上一個恰當的水平上,保持有一定的裕度。不要將在干燥環境下勉 強達到規定值的產品判為合格出廠,以免供需雙方由于檢驗氣候環境條件不同,造成檢驗結 果不一致而引起爭議。為明確檢驗環境溫濕度要求,現在有部分試驗方法既規定了測試的環境溫濕度（相對較寬的 范圍），又規定了出現分岐仲裁時的溫濕度要求（相對取中限較窄的范圍）。如GJB1217-91 電連接器試驗方法規定；試驗的標準大氣條件，溫度1535,濕度20%80%,氣壓73 103Kpa。仲裁試驗的標準大氣條件，溫度251,濕度502%,氣壓86106 Kpa。2） 檢驗工裝的影響由于電接

49、器技術條件規定,電連接器所有接觸件之間和所有接觸件與殼體之間的絕緣電阻都 應符合規定值。又規定其施加電壓的持續時間要大于1分鐘以上。故許多電連接器生產廠對 其所生產的每一型號規格產品都備有相應的二至三個不同編排連接方式的檢驗工裝（頭孔配 座針工裝或頭針配座孔工裝）。通過對其接觸件點與點之間,排與排之間和所有接點與殼體 間并聯施加試驗電壓，檢驗其絕緣電阻是否合格。這種用檢驗工裝并聯施加電壓比單個接點 間施加電壓條件苛刻。故若用檢驗工裝測試發現絕緣電阻不合格時，允許不用工裝直接用表 棒在單點間施加電壓進行復測。但現有部分生產廠和絕大多數使用單位都不用檢驗工裝，而 是直接采用與絕緣電阻測試儀相連的二

50、根測試表棒，在每個接觸件之間或接觸件與殼體之間 搭接，檢驗其絕緣電阻是否合格。這種不用檢驗工裝的方法有以下缺點：一是隨機性很大， 極有可能產生漏檢，二是每個接點不可能象有檢驗工裝那樣，可以停留1分鐘后再讀數，故 有可能造成誤判，檢驗的可靠性較差。當然，即使使用檢驗工裝，在檢驗前必須首先保證工裝合格。要保證工裝潔凈和干燥，其本 身絕緣電阻必須合格，且留有充分余量。4 介質耐壓檢驗介質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， 在規定時間內施加規定的電壓，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 于開關浪涌及其它類似現象所導致的過電位的能力，從而評定電

51、連接器絕緣材料或絕緣間隙 是否合適。如果絕緣體內有缺陷，則在施加試驗電壓后，必然產生擊穿放電或損壞。擊穿放電表現為飛 弧（表面放電）、火花放電（空氣放電）或擊穿（擊穿放電）現象。過大漏電流可能引起電 參數或物理性能的改變。由于過電位，即使是在低于擊穿電壓時也可能有損于絕緣或降低其 安全系數。所以應當慎重地進行介質耐壓檢驗。在例行試驗中如果需要連續施加試驗電壓時， 最好在進行隨后的試驗時降低電位。4.2 影響因素主要受絕緣材料、潔凈度、濕度、大氣壓力、接觸件間距，爬電距離和耐壓持續時間等因素 影響。絕緣材料設計必須選用恰當的工程塑料制作絕緣體，才能滿足預定的耐壓性能指標要求。如選用擊穿 電壓為1

52、6KV/mm的PEJ （聚苯醚礬）特種工程塑料，能滿足GJB598耐環境快速分離圓形電 連接器YB系列H產品標準大氣壓下耐壓為1500V的要求。氟塑料（F4）具有比其它材料更 高的介質耐壓和絕緣電阻，廣泛用于制作同軸射頻電連接器絕緣體。潔凈度絕緣體內部和表面潔凈度對介質耐壓影響很大。作者在圓形連接器補充篩選時發現有一產品 要求耐壓1500V，實際測試施加電壓至400V，即在二個接觸件之間發生擊穿現象。經與生產 廠共同進行解剖分析后認為；擊穿發生于絕緣體上、下兩個絕緣安裝板的膠接界面，是由于 膠粘劑中混有雜質所致。濕度增加濕度會降低介質耐壓。如J36A矩形電連接器技術條件規定；正常條件下耐壓為1

53、000V， 而經過402、933%, 48h濕熱試驗后耐壓降為500V。低氣壓空氣稀簿的高空，絕緣體材料會放出氣體污染接觸件，并使電量產生的趨勢增加，耐壓性能 下降，使電路產生短路故障。故高空使用的非密封電連接器都必須降額使用。如Y27A圖形 電連接器技術條件規定；正常條件下耐壓為1300V,而1。33Pa低氣壓條件下耐壓降為200V。 5） 接觸件間距連接器的小型化和高密度的發展，具體體現在矩形電連接器和印制電路電連接器上，要求間 距能達到0.635mm,甚至0.3mm,外形尺寸最關鍵的高度尺寸已減小到11.5mm,表面貼裝 技術（SMT）與小型化的發展有著密切的關系。這就要求我們選用耐壓性

54、能更高的絕緣材料， 才能滿足設計尺寸小型化的要求。爬電距離它是指接觸件與接觸件之間，或接觸件與殼體之間沿絕緣體表面量得的最短距離。爬電距離 短容易引起表面放電（飛弧）。故有部分連接器的絕緣安裝板表面插針（孔）安裝孔設計成 帶凹凸臺階形狀，增加爬電距離，以提高抵抗表面放電的能力。耐壓持續時間一般電連接器技術條件均規定為電壓施加到規定值后持續1分鐘應無擊穿、飛弧、放電現象。 但許多電連接器生產廠在做成品交收試驗時，為提高檢測速度往往采用提高試驗電壓20%， 縮短耐壓持續時間為5秒或10秒的方法。作者認為，它們之間不存在某種函數關系。從交 流耐壓擊穿機理來分析，擊穿主要泄漏引起擊穿，即泄漏電流大于規

55、定值就認為擊穿。另一 種是熱擊穿，提高試驗電壓強加泄漏，是否易擊穿與時間長短有關。如國軍標GJB1217-91 電連接器試驗方法規定；試驗電壓加至規定值后應持續1分種。當有規定時，廠內質量一致 性試驗時的保持時間可降至最少5秒。作者在實踐中發現按此規定檢驗合格出廠的產品，用 戶在進行100%補充篩選時，仍發現有個別產品因絕緣體內部存在缺陷而被擊穿。造成上述 現象的原因很可能是由于耐壓持續時間縮短為5秒，在極短時間內對絕緣體電容充電，還不 足以使泄漏電流大于規定值而引起擊穿。4.3問題研討測量方法的研究為保證能在接觸件之間或接觸件與殼體間施加高電壓保持1分種，故和測量絕緣電阻一樣， 必須采用相應

56、的測試工裝（頭孔配座針或頭針配座孔），測試工裝可以和測量絕緣電阻的工 裝通用。對一般接點點距較大的電連接器可采用兩步測量法，即第一步將偶數排所有接點并聯，將奇 數排所有接點并聯，然后測量兩并聯接點組之間的介質耐壓。第二步將全部接點并聯后測量 并聯點與“地”之間的介質耐壓。如某矩形電連接器接點按正等邊三角形排列，同排點距為 2.8mm，排距為2.5mm，鄰排點距為2.87mm。雖然兩步測量法沒有測量最小點距2.8mm，而 是測量的2.87mm，但由于介質耐壓很高為1000V左右，且裕度大，0.07mm的壁厚所增加的 介質耐壓微不足道。但兩步測量法雖經濟仍有不可靠的因素，它無法剔除同排接點間由于存

57、 在內部缺陷所引起的擊穿隱患。故對于高密度、超小型電連接器而言，由于介質耐壓規定值 小，裕度也小，盡管接點是按正等邊三角形排列，但由于其接點間距小，相鄰兩點之間的絕 緣體壁厚很小，只要存在很微小的氣泡、疏松、雜質等缺陷都將嚴重影響介質耐壓，因此， 必須采用三步測量法；即在前述二步測量法基礎上再增加一步，將所有排的偶數點并聯，然 后測量兩并聯接點組之間的介質耐壓。對于可靠性要求高，特別是接點間距W1.5mm，接點 間絕緣體壁厚W0.4mm的電連接器應采用三步測量法，全部測量出每個接點與其所有相鄰接 點之間的介質耐壓，才能確保安全可靠。近年來，便攜式的電子設備，如手機、筆記本電腦、電子記事本、數碼

58、相機及攝像機的日益 普及。為適應這些電子設備小型化的趨勢，連接器、線束及電路板等作為配套器材也必須朝 小型化方向發展，新產品中將出現窄間距軟質扁帶電纜、柔性印刷電纜連接器等，電連接器 間距降至0.3mm，甚至更小，最低高度將降至1.5mm以下。而且生產是高度自動化的生產流 水線。上述這些傳統的手工檢測絕緣和耐壓方法，無論是檢測速度與效率，還是測試精度和 可靠性等方面都根本無法滿足這些器件的在線檢測要求。于是一種新型的專用于在線檢測的 高效率、智能化儀器誕生了，現在，美國CIRRIS公司T0UCH1系列儀器、日本Nac公司30X系列儀器等已在我國某些生產 連接器、線束及電路板的專業廠或個別重點軍

59、工企業獲得了成功應用。這類儀器的特點是： 快速、準確，一次插合即可完成導通、耐壓、絕緣等常規電性能參數的自動檢測。徹底改變 了如上所述采用單參數測試儀（耐壓測試儀、絕緣電阻測試儀和接觸電阻測試儀等），需多 次插拔變換儀器和需多次變換二至三副測試工裝的傳統操作方法。大大提高了工作效率，特 別適用于在線檢測。儀器能在測試前進行自檢和環境檢測，判斷儀器和環境條件是否正常。儀器用于器件品質檢驗的可靠性高。能將被檢的連接器、線束及電路板等互連器件與儀器的記憶內存（樣線）信息進行比較后自 動作出合格與否的判斷。便于操作人員掌握，不易出現差錯。儀器有內置電腦，能自動將檢測結果打印輸出，以便查詢記錄，使用十分

60、方便。儀器的液晶顯示屏能直觀顯示各種設置參數條件和檢測結果。美國CIRRIS公司的TOUCHI 儀器用圖形觸摸顯示屏作為操作面板，簡單的菜單提示操作者進行各項設置。從電阻到電壓 的設置，到文件的命名，只需用手指輕輕一觸。儀器備有聲光報警，用顯示屏上出現醒目的綠色或紅色符號，配上相應的聲音提示合格與否。 為方便操作，有的儀器后面有外接端子，可接腳踏控制開關。儀器可通過微帶（排線）與探 針檢測臺配套使用。如日本JSP彈簧探針株式會社生產各種形狀探頭的彈簧探針，其最小直 徑達0.2mm，最小間距達0.3mm,用其制作探針檢測臺與儀器配套使用，可十分有效地解決小 型化、高密度的互連器件在線檢測問題。有