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從初級(jí)電路到次級(jí)電路的衰減時(shí)

     A=-20log(T)dB

    除使用松散的并且是最優(yōu)化的單一編織屏蔽的電纜外,電容藕合一般可以忽略不計(jì),Z_T時(shí)可以僅測(cè)量遠(yuǎn)端或近端得到,這種典型式電纜的頻率響應(yīng)如圖3,因接地回路及匹配的限制性,因此f＜fcn時(shí)測(cè)近端藕合,而f＞f_cn時(shí)測(cè)遠(yuǎn)端藕合是合理的.相平衡(即ε_r1趨向于ε_r2)增加3遠(yuǎn)端截止頻率(等式2),因此,T_f輿/Z_F+Z_T/成正比時(shí)的頻率范圍可顯著擴(kuò)展.

22

    傳統(tǒng)的測(cè)試同軸電纜的裝置其三軸的(如圖1a),這可在目前版本的IEC 96-1中得到解釋.人們很早就認(rèn)識(shí)到在測(cè)試電纜及電纜部件時(shí),線輸入裝置有明顯的優(yōu)勢(shì):測(cè)試電纜CUT的準(zhǔn)備很簡(jiǎn)便,裝置簡(jiǎn)易,省錢(qián);測(cè)試時(shí)可直接接觸CUT(測(cè)量其機(jī)械影響如彎曲,絞擰,擠壓等),接地回路問(wèn)題較三軸裝置少.使用這兩種裝置得到的結(jié)果是否一樣呢?本文將會(huì)回答這一問(wèn)題.

    兩種裝置最明顯的區(qū)別在于:三軸裝置會(huì)形成均勻電流,分布在屏蔽層的周?chē)?SPAN lang=EN-US>(如Φ函數(shù)),而線輸入裝置沒(méi)有這種情況(大致效果,如圖1).

    屏蔽層截面上的總藕合為圓周上的藕合總數(shù),Z_T和Z_F輿屏蔽層上的總電流相關(guān),因此,可以證明:均勻的屏蔽從兩種裝置上得到的Z_T和Z_F值是一樣的,均勻的屏蔽指的是Φ和Z(縱軸)值均不變,即為一理想管.這對(duì)于半均勻的屏蔽同樣適用,即在屏蔽的圓周上均勻分布有一些小孔或其它一些微小的不連續(xù)孔洞(如圖3).

    測(cè)試編織屏蔽或纏繞帶屏蔽時(shí),比較兩種裝置,Z_F值應(yīng)一樣,但Z_T值可能有小差異.這是由于編織的金屬絲之間或纏繞帶的各圈之間接觸不好,有產(chǎn)生螺旋回路的趨勢(shì),路線輸入電路的非對(duì)稱臨近效應(yīng)可限制這種趨勢(shì)(如圖4).

    在單一縱向不連續(xù)的屏蔽上,如煙盒鋁箔紙上的小槽,可以很清楚地觀察到兩種裝置測(cè)試數(shù)據(jù)的差異.輸入線在緊挨小槽時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯較差的屏蔽效應(yīng),從圖1b我們可得出結(jié)論:線輸入裝置模擬了同軸電纜安裝于其它導(dǎo)體附近時(shí)周?chē)�存在的�?chǎng).這樣,測(cè)試就可被看作是一實(shí)際環(huán)境較差的測(cè)試,如果操作正確.

23.接地回路問(wèn)題

    為避免誤測(cè),接地回路的實(shí)際問(wèn)題不可遺漏,有兩類問(wèn)題:

        在CUT的測(cè)試段,原初級(jí)電流值降低

        初級(jí)電流槽對(duì)部分裝置和連通儀器起了較差的屏蔽作用

231 原電流值降低

    用傳統(tǒng)的同軸儀器進(jìn)行遠(yuǎn)端測(cè)量時(shí),接收器(電壓表圖2),通常在E_f點(diǎn)接地.在低頻時(shí),阻抗效應(yīng)大于電感應(yīng)或由于在較高KH_Z范圍的共振,部分輸入電流會(huì)直接由E_f流到E_G而并不輿屏蔽行成一回路.這導(dǎo)致靈敏度降低,更嚴(yán)重的是,若屏蔽上的電流不直接由測(cè)試段控制,甚至?xí)��?dǎo)致測(cè)量錯(cuò)誤,這個(gè)問(wèn)題可由如下方法解決:

        若可能,防止低頻時(shí)遠(yuǎn)端測(cè)試(主要是在KH_Z范圍)

        用一般方法堵塞輸入線的同軸饋電(在較高KH_Z或更高范圍內(nèi)有效)

        給發(fā)生器或接收器或輸入線同端饋電使用一獨(dú)立的變壓器(從最低頻范圍起有效,但須注意

        縱向的共振)

這些問(wèn)題在三軸裝置上更嚴(yán)重,即使是近端測(cè)試,因?yàn)樵谠撗b置下的屏蔽通常是初級(jí)電路的”熱導(dǎo)體”.但這個(gè)問(wèn)題可藉由在KH_Z和較低MH_Z范圍顛倒外部電路的相位得以解決.因此,本節(jié)所討論的問(wèn)題只存在于線輸入裝置.

232 通過(guò)弱屏蔽部件的排控電流

    在以下章節(jié)中,建議附加測(cè)量各部分的額外屏蔽.但是,關(guān)于非經(jīng)同軸饋電電路,而且經(jīng)由如    E_f     E_G或甚至     E_n     E_G的低頻接地電流需特別注意(圖2).這些電流經(jīng)過(guò)裝置的非測(cè)部分,尤其會(huì)通過(guò)接收網(wǎng)絡(luò),因此,在測(cè)量很高的屏蔽衰減時(shí)將無(wú)法穫得要求的靈敏度,最好的方法是如231節(jié)所建議的使用一獨(dú)立的變壓器.

1.新的線輸入裝置

    新裝置是圖2所示裝置的延伸,它的特別點(diǎn)是:輸入電路中使用兩條或多條平行線(而不是一條),線的兩端均輿一同軸線相配.因此,新裝置電路輿可用的測(cè)試設(shè)備的特性阻抗易于協(xié)調(diào),以在寬波段可以很好地相配.另外,輸入電路中不可忽略的損耗可藉由校正消除(如圖5,圖6).

    圖4是新裝置的架構(gòu),初看圖2輿圖4似無(wú)大區(qū)別,但其中微小的差異卻很重要,這個(gè)裝置可以方便地變換發(fā)生器的位置(而不是伏特計(jì)的位置)以進(jìn)行遠(yuǎn)端測(cè)試,即不必在CUT上操作(如表1).

    圖5表明了傳遞阻抗測(cè)量的實(shí)際裝置,輸入線電路的啟動(dòng)裝置具體如圖6,饋電電纜啟動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)是為了能使同軸饋電中的對(duì)稱TEM場(chǎng)最佳匹配.同時(shí)使電纜沿平行線輿非對(duì)稱場(chǎng)相連而保持它較好的機(jī)械強(qiáng)度,在圖中位置8處變換插入的泡沫材料可調(diào)節(jié)不連續(xù)值J.可用時(shí)域反射計(jì)(TDR)檢測(cè)其匹配情況.位置4a的插入物可更換,可以選擇合適的凹槽尺寸以適應(yīng)不同規(guī)格的cut,選擇一定尺寸和絕緣的輸入線以提供初級(jí)電路里期望的特性阻抗(主要取決于CUT的尺寸和絕緣).若初級(jí)電路的特性阻抗為50Ω,則必須使用兩根或兩根以上的平行線(圖7)(如用于電子電路線的多導(dǎo)體平行電纜).

    藕合部分長(zhǎng)度大于10cm的四個(gè)端子應(yīng)使用鐵氧體環(huán)以防止末端激活成為天線,同時(shí)也為增加接地環(huán)路的阻抗.尤其在測(cè)低傳遞阻抗值時(shí)(兩層或超強(qiáng)屏蔽電纜),建議使用屏蔽室以防止泄漏進(jìn)入測(cè)試設(shè)備,另外,CUT上的連接器和端子必須根據(jù)如圖8所示進(jìn)行屏蔽.

    用于高動(dòng)態(tài)范圍傳遞阻抗試驗(yàn)的測(cè)量設(shè)備由跡線發(fā)生器或合成信號(hào)發(fā)生器組成,隨后是一經(jīng)校正的逐級(jí)衰減器,若要測(cè)量＜1µΩ/M傳遞阻抗,可增加一功率放大器,在接收器邊上,低音前置放大器,加上緊隨其后的光譜分析儀組成了測(cè)試裝置.以現(xiàn)代的測(cè)試設(shè)備,可以用臺(tái)式電腦來(lái)控制信號(hào)的產(chǎn)生輿接收(如圖8).

2.測(cè)試樣品(CUT)的準(zhǔn)備

    為對(duì)線輸入裝置進(jìn)行測(cè)試評(píng)估,備好的CUT后既能用于三軸裝置也能用于線輸入裝置.這里就有特殊的機(jī)械性能要求,本文只給出對(duì)于測(cè)試的要求.

    超出測(cè)試長(zhǎng)度(0.5m或1m)之外的CUT部分用黃銅或銅管h(圖a)加以屏蔽,屏蔽管h在E點(diǎn)的電纜屏蔽層S以焊接或扎邊等方式連接,最好是選擇一下屏蔽管h的尺寸,這樣CUT去掉外被后直接插入管中,然后用一標(biāo)準(zhǔn)折彎工具使其固定.這種方法的優(yōu)點(diǎn)是管子尾端可去掉緊挨電纜外皮的末端,電纜編織層S要防止拆散,否則會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的測(cè)試結(jié)果,另一種可能是使用契子接觸非焊接的鋁箔或編織電纜,必須在CUT兩端安裝上合適的接頭(N,SMA),一個(gè)完整的CUT要用TDR來(lái)測(cè)試CUT自身的電氣質(zhì)量,在管輿CUT的測(cè)試段之間的連接點(diǎn)一定要避免彎曲,以防止機(jī)械損壞.

    對(duì)于限定的頻率范圍,如f＜30MH_Z,可采用更簡(jiǎn)單的測(cè)試方法(7).

3.測(cè)試程序

到發(fā)生器,以測(cè)量近端或遠(yuǎn)端的傳遞函數(shù),端子B.C.D必須接上適當(dāng)?shù)淖杩?SPAN lang=EN-US>,當(dāng)測(cè)量低傳遞阻抗時(shí)端子A和B要另外進(jìn)行屏蔽.

    測(cè)試裝置的編程序列(如果使用一調(diào)節(jié)器)應(yīng)能存儲(chǔ)上述各步驟的有關(guān)數(shù)據(jù),以下的運(yùn)算和程序用于測(cè)試裝置,如下所示(插入流程圖及圖10).

    計(jì)算等式(4)中的A_T,可近似的校正電路中的損耗,(6)中的等式(3.3-60)列出了完整表達(dá)式,Z_T加雙書(shū)名號(hào)是因?yàn)橹挥挟?dāng)電容藕合可忽略(Z_F《Z_T)且f＜f_c時(shí)公式才有效,所有測(cè)試的電纜都滿足Z_F《Z_T,由于這一原因頻率響應(yīng)輿圖3中類似,在高頻時(shí)通常不能滿足f＜f_c,然而仍可使用上述公式,雙書(shū)名號(hào)表明當(dāng)f＜f_c時(shí)Z_T只是一個(gè)輿T成正比的變量,Z_T并不能由此等式表示:

     《ZT>>=2√Z01Z02.T/L

1.結(jié)論

    除了一個(gè)例外以解下面的電纜類型均已在三軸及50/100Ω線輸入裝置之測(cè)試過(guò),SA07272電纜未作三軸測(cè)試,因其鋁箔屏蔽層電標(biāo)觸性不好,只能裝配一專門(mén)的接頭進(jìn)行測(cè)試.

     RG 58C/U        50Ω單層編織

     RG 174/U        50Ω單層編織

     RG 213/U        50Ω單層編織

     RG 214/U        50Ω雙層編織

     RG 216/U        75Ω雙層編織

     RG 223/U        50Ω雙層編織

     PTT6012         75Ω雙層編織

     SUCOFLEX 104    50Ω微波編織

     SUCOFLEX 106    50Ω微波編織

     ETHERNET        50Ω四層屏蔽

     SA07272         50Ω鋁箔屏蔽CATV電纜

下列電纜測(cè)試結(jié)果已給出

     RG 58C/U

     RG 223U

     SUCOFLEX 104

     SA 07272

    只有新的電纜樣品(除一例外)已在正常生產(chǎn)中使用過(guò),SUCOFLEX 104電纜在進(jìn)行屏蔽測(cè)試前是作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室電纜(如圖11).

    圖10~13所示為使用三種不同的測(cè)試裝置的各型電纜的測(cè)試結(jié)果,設(shè)備的最低噪音控制在至少比最低測(cè)試數(shù)據(jù)低10dB,在此三種方法的數(shù)據(jù)測(cè)試中這一規(guī)定非常有用.

61 對(duì)測(cè)試結(jié)果的論述

在一系列測(cè)試中,取得如下觀測(cè)結(jié)果:

        人們已發(fā)現(xiàn)有幾種雙層編織電纜,其表面的傳遞阻抗會(huì)發(fā)生變化,圖14所示為RG223/U電纜的一個(gè)例子,圖上標(biāo)出三個(gè)不同位置,顯然,用三軸裝置可測(cè)出傳遞阻抗的平均值(見(jiàn)圖12)圍繞圓周作120°變換的輸入線測(cè)試確保了在最差條件下即使是煙盒鋁箔編織電纜,也能進(jìn)行測(cè)量,對(duì)RG 223/U電纜的影響還不完全清楚,但已能在電纜指定位置測(cè)出其最不穩(wěn)定的曲線.

        使用線輸入裝置可對(duì)特性阻抗Z₀₁進(jìn)行有效控制,安裝上時(shí)域反射計(jì)則可對(duì)匹配進(jìn)行控制,反射因子小于0.2(頻率為1GH_Z)時(shí),在頻率不大于幾GH_Z時(shí)通�？汕蟮�Z_T的滿意結(jié)果(如圖12,13).

        使用線絕緣電介質(zhì)類似于CUT的介電絕緣材料的線輸入電路可使初級(jí)和次級(jí)回路的相速度更加匹配,這樣在3GH_Z內(nèi)可直接測(cè)試Z_T,即可取得正確的Z_T值.

        對(duì)于RG 58C/U何RG 223/U電纜,測(cè)試長(zhǎng)度為0.5,1,2m,只輿線輸入裝置相比較,在圖15中,參照21節(jié)當(dāng)f＜f_c時(shí)用不同的測(cè)量方法RG 58C/UM Z_T值實(shí)際都是相同的,參照等式(21-2)當(dāng)使用長(zhǎng)電纜時(shí),要注意f_c將趨向低頻,目前還未對(duì)多個(gè)獨(dú)立屏蔽的CUT進(jìn)行測(cè)試見(jiàn)(6),第3,4,5節(jié).

        有些奇怪的測(cè)試結(jié)果主要是由低頻(低于0.1MH_Z)時(shí)三軸電路接觸電阻問(wèn)題造成的.

        人們已知道極低傳遞阻抗的測(cè)量范圍,在100KH_Z以下,動(dòng)態(tài)范圍有兩個(gè)主要局限:

1)由于振蕩器噪音影響,大多數(shù)接收系統(tǒng)(頻譜分析儀,網(wǎng)絡(luò)分析儀)當(dāng)頻率趨于0時(shí),其靈敏度有限.

2)接地回路中的  控電流產(chǎn)生殘留阻抗(23節(jié)),下列的殘留Z_Tres值可借助裝置(發(fā)生器,頻譜發(fā)生器,屏蔽室,線輸入電路)求得.

       10KH_Z Z_Tres= 3*10^-4ΩM

       100KH_Z Z_Tres= 1*10^-5ΩM

       ＞1MH_Z Z_Tres= ＜3*10^-7ΩM      (如圖14)

可用鐵管屏蔽的半剛性電纜(值徑21/17mm)作為CUT用于靈敏度評(píng)估,按23節(jié)中的建議可以很容易地避免接地回路問(wèn)題.

1.結(jié)論

    比較測(cè)試程序是以三軸裝置為基礎(chǔ)的,并作為一種參考測(cè)試標(biāo)準(zhǔn).

    線輸入輿三軸測(cè)試結(jié)果間的偏差在6dB以內(nèi)通常為4dB,電纜屏蔽測(cè)試的典型精度即為±6dB.

    正如22節(jié)假定,并在測(cè)試中得到證實(shí)的,線輸入輿三軸電路唯一明顯的差別是其傳遞阻抗(在CUT圓周上)由線輸入裝置測(cè)量.對(duì)于完全未知的CUT,最好是對(duì)CUT圓周以120°為間隔,至少進(jìn)行三次測(cè)量,線輸入裝置完全模擬一個(gè)實(shí)際裝置,因此測(cè)試結(jié)果代表了最惡劣的實(shí)際情況,相反,三軸裝置測(cè)試結(jié)果或多或少代表的是平均狀態(tài)的情況.

    IEC SC46A/WG1(RF電纜的屏蔽效果)已同意在其它實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行更好的對(duì)比測(cè)試以驗(yàn)證新的傳輸型線輸入電路的總體測(cè)試精度(如圖15).

然而,也可得出以下結(jié)論

傳輸型線輸入裝置具有如下的優(yōu)點(diǎn):

        極寬的帶寬(10KH_Z~3GH_Z或更大),無(wú)需重新調(diào)整裝置的任何部件(沒(méi)有必要改變饋電相位,

        見(jiàn)<2>)

        便宜的測(cè)試裝置

        CUT和輸入電路易于制備

        輸入電路的開(kāi)放,靈活的結(jié)構(gòu)允許在測(cè)試中對(duì)CUT進(jìn)行移動(dòng)和彎曲

        可對(duì)阻抗Z₀₁進(jìn)行簡(jiǎn)單控制,相速度也可更好地匹配

        易于測(cè)量線輸入電路的插入損耗

        CUT長(zhǎng)度可自由選擇

        在不明顯改變?cè)O(shè)備和CUT情況下可測(cè)量和前置的傳遞函數(shù)

        可用同樣方法測(cè)試電纜部件

    有關(guān)詳細(xì)結(jié)果一完整報(bào)告可向PTT的研究開(kāi)發(fā)主管索取.

謝謝，學(xué)習(xí)了

謝謝LZ

雖然有點(diǎn)看不懂，但還是堅(jiān)持看完了