电磁兼容-搭接

E5061B矢量网络分析仪
•在 S 参数测量端口上的测量频率范围：从 5 Hz 到 3 GHz •在增益-相位测量端口上的测量频率范围：从 5 Hz 到 30 MHz •基本测量精度为 ±2% •PDN （Power Distribution Network —— 供电分配网络）的毫欧量级的阻抗值测 试（旁路电容器，开关电源（DC-DC 变换器）的输出阻抗，PCB 板的阻抗等)
防静电型电路板阻抗测量系统G04003975参 数
系统规格： 测量范围：0∼150Ω(单端) / 0∼300Ω(差动) 测量精度：±0.5%@50Ω 测试长度：50.8mm∼10m 水平轴显示分辨率：1ps或0.2mm(0.008”) TDR上升时间范围：149ps∼300ps，可调整(内部默认为200ps) 量测速度：单端及差动测试时间仅需约0.7秒 量测模式：单机同时提供单端、差动二种测试模式 操作接口：提供外部控制软件，也可安装于设备内部直接操作，接口简 单易懂，无需耗费较长时间训练。 输出接口：VGA x 1 ; USB x 6 工作温/湿度：5°C∼40°C，20%∼80%@< 29°C 尺寸/重量：235 mm x 432 mm x 296mm / 14.0kg 最大功耗：300VAmax 工作电压：47Hz∼63Hz，90∼132Vac或198∼264Vac(自动切换)
Agilent E5061B网络分析仪
HP4294A精密阻抗分析仪
•测量频率范围 40 Hz -- 110 MHz •基本测量精度为 ±0.08% •业内最高性能的阻抗测量和分析仪
E4991A 射频阻抗/材料测量 分析仪
•测量频率范围从 1 MHz 到 3 GHz •基本测量精度为 ±0.8% •材料测量功能可以测量介电常数和导磁率（配 置选件 002）
网络分析仪测阻抗
根据实际的测量需求，网络分析法又延伸出几个方 法，以提高测试的阻抗范围。
（1） 反射法
这是最典型的网络分析法，通过测试S11，来测试阻抗，公式如下
：
Z DUT
1 S11 50 1 S11
对于E5061B网络分析仪： •频率范围可测：5Hz到3GHz •10%精度阻抗范围：1欧姆~2K欧姆 •可利用7mm类型系列测试夹具
第七章 搭接技术及其应用


搭接的一般概念 搭接的影响因素 搭接的方法 搭接质量的测试方法
一、搭接的概念
搭接的定义:在两个金属物体之间通过机械、化学或物理 方法实现结构连接，以建立一条稳定的低阻抗电气通路 的工艺过程。 搭接的目的：为电流提供一个均匀的结构面和低阻抗通 路，以避免在相互连接的两金属间形成电位差。由于电 位差的存在，可能对任何频率的信号都造成干扰。 例如： 电缆屏蔽层与机箱之间搭接 屏蔽体上不同部分之间的搭接 滤波器与机箱之间的搭接 不同机箱之间的地线搭接
四、搭接的方法
永久性搭接：利用铆接、熔焊、钎焊、压接等工 艺方法，使两种金属物体保持固定连接。 优点：具有稳定的电气特性 缺点：维修困难 半永久性搭接：利用螺栓、螺钉、夹具等辅助器 件使两种金属物体保持连接的方法。 优点：拆卸方便 缺点：电气特性不稳定

五、搭接的类型
直接搭接：两裸金属或导电性很好的金属特定部位的 表面直接接触，牢固地建立一条导电良好的电气通路。 影响搭接电阻的因素： 接触面积、接触压力、接触表面的杂质和接触表面的硬 度等。 适用：高频 间接搭接：采用搭接条或其他辅助导体将两个金属物 体连接起来。 适用：设备需要移动或者抗阻抗冲击时。 缺点：阻抗大 措施：搭接体表面镀银或金
预期干扰电流路径
滤波器接地阻抗
2、搭接不良的机箱
V
I
航天飞行器上的搭接阻抗要小于2.5m!
不良搭接的可能出现在下列情况




电缆连接器与设备壳体的搭接不良； 电流通路上存在没有牢固连接的搭接点， 或者由于振动使搭接点松动； 接地构件搭接不良使地阻抗增大、接地措 施失效； 防雷电保护网络中搭接不良，使雷电放电 电流不能顺利导入大地，在不良搭接处产 生高压放电； 工频交流供电电路中存在松动的搭接点。
金属的电位序列
金属的腐蚀倾向采用电位的概念进行比较。电位负的金属，活性较 强，容易发生腐蚀。电位正的金属活性相对较弱，腐蚀倾向性小。 I II
金属 电极电位 金属 电极电位 镁 / 镁合金 - 2.37 铍 铜 - 1.85 + 0.34 铝 蒙乃尔合金 - 1.66 锌 不锈钢 - 0.76 铬 银 - 0.74 + 0.799 铁/钢/铸铁 铂 - 0.44 + 1.200 镉 金 - 0.4 + 1.420 镍 - 0.25 锡 - 0.14 铅 - 0.13
搭接的电化学腐蚀原理
腐蚀是指物体受到所处环境的作用而发生破坏的现象。 金属的腐蚀的必备条件： 一个阴极一个阳极，形成电位差； 有电流流动的完整通路。 这两个条件不难满足： 当金属表面不做任何处理，由于表面污垢形成一个阳极区和一个阴极区，通 过环境中的湿气产生电解液构成导电通路，也能产生腐蚀； 当两种金属组成的连接表面，由于金属电位序列的高低不同，处于高序的金 属成为阳极，处于低序的金属成为阴极，在环境电解质的作用下，处于阳极 的金属就被腐蚀。 因此搭接表面必须进行防护腐蚀的处理，以免受腐蚀使搭接电阻增大。
（一）四端法（对直流或低频阻抗有效， 使用恒流源和高灵敏度的数字电压表）
搭接阻抗
I
V
机柜
Z=V/I
~
频率
wk.baidu.com
寄生电容
导线电感
并联谐振点
（二）网络分析仪法测阻抗
通过测量注入信号与反射信号之比得到反射系数。用定向耦 合器或电桥检测反射信号，并用网络分析仪提供和测量该信号。由 于这种方法测量的是在DUT上的反射，因而能用于较高的频率范围。

二、良好搭接的作用



减少设备间电位差引起的骚扰； 减小接地电阻，从而降低接地公共阻抗骚 扰和各种地回路骚扰； 实现屏蔽、滤波、接地等技术的设计目的； 防止雷电放电的危害，保护设备等的安全； 防止设备运行期间的静电电荷积累，避免 静电放电骚扰。
三、不良搭接的实例
1、搭接不良的滤波器
实际干扰电流路径
对于E5061B网络分析仪： •频率范围可测：5Hz到30MHz（增益-相位测试端口） •5Hz到几百兆Hz（S参数测试端口） •10%精度阻抗测量范围：5欧姆到20K欧姆 •可利用测试夹具（增益-相位测试端口） •不适用于接到DUT的测量
网络分析仪测阻抗 （3）并联直通法
如图所示，并联直通法通过并联DUT测试阻抗。这个方法非常适合测量 低阻抗器件，可小达1m欧姆。增益-相位测试端口和S参数测试端口都可 以使用并联直通法。对于超过30MHz的频率范围，使用S参数测试端口 进行并联直通测试。但是，对于低于100KHz，推荐使用增益-相位测试 端口进行阻抗测量，因为增效-相位测试端口使用了半浮地的设计方法， 这个方法可以消除由于回流电流在测试电缆屏蔽层所形成的电阻误差， 这样可以在低频范围内容易地和精确地测量非常低的阻抗。

不同的搭接条
搭接带
频率不同搭接方式不同
六、搭接的实施
搭接的电化学腐蚀原理 搭接表面的清理和防腐涂覆： 搭接完后，为了保护搭接体，要在接缝处表面进行 附加涂覆（油漆、电镀等）。 防止灰尘、有机物（油脂等）、保护层和电镀层 搭接的加工方法：

物理：熔焊、钎焊和软焊 机械：螺栓连接、铆接、压接、卡箍、销键紧固、拧绞 化学：导电粘合剂
防静电型电路板阻抗测量系统G04003975（北京）
防静电型电路板阻抗测量系统G04003975功能
天线量测：S参数、驻波比及反射系数。 标准差数据分析：额定阻抗、平均阻抗、最大阻抗与最小阻抗。 依客户需求提供2∼16通道天线自动量测系统(选配)。 依客户需求提供半自动/全自动电路板阻抗特性测试系统。 所有功能之软件，完全整合在PA801B设备中，不必外接PC。 提供中文化的TDR操作接口，可同时直接输出阻抗测试报告， 如PDF、XLS…等格式，并能同时记录每一次的测量画面(JPG 格式)。 系统频宽达3GHz，内置ESD保护电路。
三种典型仪器阻抗测量范围比较
当测量精度为 10% 时，三种仪器的阻抗测量范围比较：
参考文献
[1]http://blog.sina.com.cn/s/blog_5d71 3e7a0101b63i.html [2]http://blog.sina.com.cn/s/blog_5d71 3e7a0101b6sk.html [3]王 峰，邹 澎. 基于 matlab 技术实现 频谱分析仪测量阻抗.传感器与仪器仪表. 2006 年第 22 卷第 12-1 期.P154-155
网络分析仪测阻抗 （2）串联直通法
如图所示，串联直通法通过串接方式连接测量DUT。对于E5061B ，增益-相位测试端口和S参数测试端口都能使用串联直通法。相比 来说，增益-相位测试端口更加方便，因为4端接类型的器件测试夹 具能够直接连接到增益-相位测试端口。但是最高频率范围仅到 30MHz。如果想测试更高频率，可以使用S参数测试端口。但是，当 频率达到几百兆后，消除串联直通测试夹具带来的误差是比较困难 。因此实际频率限制大概在200MHz或300MHz。
IV
III
搭接点的保护
七、搭接质量的测量

测试方法 测试仪器

阻抗测量方法

低频：电桥法、万用表等 高频：开槽线法、反射计法、电桥法、标量分析法和矢量分 析法等。
高频阻抗的测量：对于射频微波电路, 一般不直接测量阻抗， 而是测量两个便于直接测量的参数，即反射系数和驻波参量 ， 其基本测量方法有开槽线法、反射计法、电桥法、标量分 析法和矢量分析法等。但是反射计法和电桥法不能测量较大 的阻抗值, 而且测量频率不高, 近期又发展了 IV 和 RF- IV 法, 其基本的原理就是伏安法，这是最经典的阻抗测量方法。 测量原理是基于欧姆定律。
•对于E5061B网络分析仪： •频率范围：5Hz到30MHz（增益-相位测试口）， 5Hz到3GHz（S参数测试口1-2） •10%精度阻抗测量范围：1m欧姆到5欧姆（比阻 抗分析仪更高的测量灵敏度） •使用自制测试夹具或RF探头
高频阻抗测量仪器
HP4191A高频阻抗分析仪 HP4294A阻抗分析仪 Agilent E4991A射频阻抗/材料分析仪