Kalibreringen är förutsättningen för exakta mätningar med en VNA (vektor-nätverksanalysator). Men kalibreringen kan bli helt fel om kontakterna skadas – vilket är lätt gjort! Det visade bland annat seminarieserien ”Measurement meets Simulation”, anordnad av Rohde & Schwarz i samarbete med CST.

Nätverksanalysatorer och tillhörande kalibrerings-kit är dyrbara. Det är viktigt att hantera dem rätt, rent mekaniskt. Det gäller särskilt vid kalibrering.

Lukas Sandström, applikationsingenjör hos Rohde & Schwarz varnade under seminariet för att begå fatala misstag.

Lukas Sandström

Det gäller att inte blanda olika typer av koaxialkontakter eftersom det lätt leder till att kontakterna förstörs så att de inte längre är impedansriktiga vid mikrovågsmätningar.

Här nedan ser vi en jämförelse mellan en intakt och två förstörda kontakter.

a) Korrekt b) utböjda innerkontakter, c) icke-koncentrisk innerkontakt

Olika dimensioner

En koaxialkontakts karakteristiska impedans bestäms av förhållandet mellan kontakthöljets innerdiameter och kontaktstiftets ytterdiameter, enligt nedan.

En koaxiellt utformad transmissionsledning i genomskärning

Impedansen bestäms av kvoten mellan D och d enligt följande formel:

Det innebär mekaniska skillnader mellan en kontakt för 50 ohm och en för 75 ohm. Ett tjockare mittstift hos en hankontakt av typ BNC eller N förstör obönhörligenen en honkontakt avsedd för ett smalare mittstift om de kopplas samman.

Än känsligare är det för SMA-kontakter som finns i en rad olika utföranden, som även om de är avsedda för 50 ohm inte utan vidare kan kopplas ihop.

I följande översikt över olika typer av koaxialkontakter ingår en rad varianter av SMA-kontakten: SMA, PC 3,5 mm (Precision Connector), 2,92 mm och 2,4 mm, som är mekaniskt kompatibla, och PC 1,85 mm samt PC 1 mm med andra dimensioner.

Koaxialkontakter av olika typer

Portadapter skyddar

Om kalibreringssatsens kontakter skulle skadas blir det dyrt! Men om nätverksanalysatorns portkontakter skadas blir det katastrof. Tillverkare av koaxialkontakter har tagit fram övergångskontakter, så kallade ”port savers”, som skruvas på testkablarna i änden mot testobjektet.

– Använd ”port savers” på de dyra testkablarna, manar Lukas Sandström.

Nedanstående tabell visar de precisionskontakter som ingår i R&S adaptersystem för testportar:

Mekanisk kompabilitet mellan små koaxialkontakter med gänga.

Tabellen visar två mekaniskt sett kompatibla grupper. Grupperna definieras av gänga och mittstiftets dimensioner.

Grupperna är:

* 1,85 och 2,4 mm (diameter = 0,25 tum, 36 gängor per tum)

* 2,92 och 3,5 mm samt SMA (M7×0,75-6G: diameter 7 mm, 0,75 mm delning, 6G tolerans)

Kontakter i en grupp kan inte kopplas samman med kontakter i en annan grupp!

Drag med rätt vridmoment

Ju mindre dimensioner mittstiftet har, desto känsligare är kontakten för hur mycket gängorna dras åt. Alltförhögt moment förstör kontaktens elektriska egenskaper eller förstör kontakten mekaniskt. Varje typ av kontakt har ett rekommenderat åtdragningsmoment som måste följas. För detta finns en momentnyckel, som alltid måste användas i dessa sammanhang. Se också upp med att kontakterna måste linjera innan de dras åt.

Ömtåligast är 1 mm kontakt, som kan användas upp till 110 GHz.

– Priset på en sådan kontakt kan enkelt beskrivas som ”enormt”. Vrid för hand till dess det tar stop. Drag sedan åt med momentnyckel.

Lukas Sandström ger ytterligare några tips:

* Håll kontakterna rena

* Använd plasthättor till kontakterna

* Förvara inte kontakterna i lös vikt

* Lägg inte kontaktytan mot underliggande plan.

* Använd inte trasiga kontakter – de kan förstöra andra kontakter.

* Gör kontakterna rena med isopropylalkohol och använd tryckluft. Men se upp ibland kan tryckluften innehålla såväl dam som smörjmedel. Tryckluft på burk fungerar bra.

* Använd alltid ”port savers” på testkablarna.

Läs mer i Rohde & Schwarz applikationsrapporter IMA99 och IMA100 som kan laddas ned från deras hemsida. Illustrationerna ovan är hämtade från dessa.

Läs också artikeln ”Simulera och mät radiokonstruktionen” från det gemensamma seminariet från R&S/CST

Filed under: SvenskTeknik