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新闻详情
仪器使用及维护建议
2012-09-06 00:00

 

安捷伦电子测量仪器使用及维护建议

 北京天奥通科技幸运飞艇

版本. 03.08

 

Agilent Technologies Co. SSU 蔡宏 编辑

-----------Be Professional , Be Expert-------

 

静电的危害及防护……………………………………………………………………..3

微波接头的使用及养护常识………………………………………………………….12

电子测量仪器及其系统的环境要求…………………………………………………16

仪器硬件故障的最终确认……………………………………………………………21

附录一:部分种类仪器的用户检验步骤及注意事项………………………………23

附录二:Agilent仪器常见故障现象及可能原因分析……………………………。27

附录三:参考资料……………………………………………………………………29

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静电的危害及防护

引言.

我们在确定自己的研究课题或找到解决方案时,下一步往往就是准备好完成课题或解决方案所需的软硬件手段.而测量仪器是人们必备的硬件设施.在得到仪器后,如何高效地使用仪器,或如何避免仪器的人为损坏,能够更长时间地为我们服务,就自然而然地成为我们必须关心的环节了.

静电的危害

那么哪些因素可以影响或威胁到仪器的正常使用呢?了解电子测量仪器或微电子的工程师所想到的第一个词,我想必定是静电放电(ESD).的确,静电是我们再熟悉不过的一种现象了,除了偶而轻微电击或讨厌的静电吸附外,对我们大多数人来讲,静电似乎并不是什么了不起的问题.过去,许多从事电子工业的人也并不认为静电放电是使电子元件乃至整个电子设备损坏的一个主要原因.许多人不相信静电放电的严重性,甚至怀疑是否真正存在.这也难怪,因为要判断或检查ESD(静电放电简称-Electrostatic Discharge)所引起的失效比较困难,有些元件受ESD损伤后往往在经过一段时间后才失效,使人们难于追踪并确定为ESD引起的损坏.而且许多电子元件可以被远低于人能感觉的静电放电所损伤或损坏.无源器件也和有源器件一样对ESD敏感,损坏程度从性能下降直至短路那样的严重损坏.

目前,许多人对自己身上常常带可观的静电以至常常受静电放电电击的现象习以为常了。可是,您知道吗?当你的手触摸及门把手或水龙头的瞬间突然感受到受电击甚至听到”啪”的一声响之时,你身上的静电已高达4000至5000伏以上了。而且。在受电击之前,你并没有任何感觉。实际上,人的身体上,衣服上经常带有几百伏到几千伏的静电。只要构成通路,积累的静电就会放电。由于在极短的时间内释放出大量的能量,常常导致电路元件损坏,因为这种放电通常大大超过许多电路元件所能承受的限度。据测试,人能感觉到”麻”时,静电电压已高达3500伏以上。高于4500伏时放电能发出响声。5000伏以上放电时可以见到火花。人感觉不到3500伏以下的静电。 现代许多高速超大规模集成电路碰到仅几十伏或更低的静电就会遭到损坏。也就是说当你接触这些电路时,你既没有感觉到又没有看到更没有听到静电放电时,这块电路就已部分损伤或完全损坏,而你可能还在找其硬件或软件的原因。你可能还没有意识到是静电这个“幽灵”。在上个世纪中叶以前,静电现象就如同科技馆中的表演,只是一种有趣的物理现象;然而现在,静电已成为高科技现代化工业的恐怖主义者。

当两个物体表面接触并作相对运动后分开,就会在两个体表面留下可观的电荷。非导体物质上一旦有电荷积累就不易放掉。塑料包装材料,塑料地板,化纤织物和合成纤维地板,工作服,袖套,元件盒,泡沫塑料,仪器罩,香烟盒,复印纸,打印纸等,都可能带上相当客观的静电。 任何物质都是由原子组合而成,而原子的基本结构为质子、中子及电子。科学家们将质子定义为正电,中子不带电,电子带负电。在正常状况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负电平衡,所以对外表现出不带电的现象。但是由于外界作用如摩擦或以各种能量如动能、位能、热能、化学能等的形式作用会使原子的正负电不平衡。在日常生活中所说的摩擦实质上就是一种不断接触与分离的过程。有些情况下不摩擦也能产生静电,如感应静电起电,热电和压电起电、亥姆霍兹层、喷射起电等。

二、三十多年以前,没有人会想到工程师要关心自身,工作服,衣服,鞋,仪器搬运车,塑料罩,封装带及诸如此类与ESD有关的问题。而今天,我们不得不要考虑这些问题,因为实际情况比我们想象的要糟得多。当你漫不经心地用手拿/摸印刷电路板和元器件,特别是微波半导体器件,随意把电路板或元器件直接放入普通塑料袋/尼龙布袋时,静电将使它们受到致命的伤害。现在看来,普及和加强防静电知识的教育还是很有必要的,目的是使人们对ESD的危害有足够的认识,包括从高级管理部门到基层的包装,收发部门从芯片制造IC制造到装配调试,仪器使用,安装和维修人员。带静电的人(也包括你!)都是ESD产生危害的祸首之一。

问题的严重性

美国计算机/电子维修新闻杂志早在1982年10月就报导过,仅仅由于ESD造成的元器件损失每年高达五亿美圆;另据业内人士估计,每年由于ESD所造成的损失更高达一百亿美圆之巨!由此可见,ESD给电子工业造成的损失是何等的令人吃惊.1980年有人在分析了一批损坏的双极型大规模集成电路后指出,约77.5%是由ESD引起的.1980年3月,HP公司的一个制造分部进行了一次实验,以确定手的触摸对没有保护措施的IC的影响.共对87个集成电路进行了实验.首先经测试证明它们是好的,然后将其中的40个像通常那样放入塑料盒内,其余47个则放在防静电泡沫塑料袋内.放在塑料盒的器件经过集成电路部门的一些人触摸后放回盒内,随后对这40个器件再测试,结果有31个没有通过电路板测试,只有9个通过了测试.对放在防静电泡沫塑料盒中的47个器件也再进行测试,证明全部都是好的.

HP公司(现为Agilent Technologies, 安捷伦科技)的另一个制造 分部在1980年8月进行了一次非正式的试验,确定大量生产的印刷电路板上元件对ESD的敏感度,从成品库中取出十块电路板并验证是合格的.实验人员使用一个静电发生器通过静电放电探头接触这些电路板的连接头,所有十块板都被650V到1000V的静电所损伤.把这些电路板装入整机,结果证明十块板都坏了.修理情况表明,低功率肖特基TTL电路是对静电最敏感的器件.8080和TTL电路受到损伤但未失效.这使我们得出两点有关ESD的重要结论:

1).人体通常可能带1000到5000V的静电,而感觉不到3500-4000V 以下的静电.

2)。安装在印刷电路板上的器件因ESD引起损坏的危险性更大,因为每一根印刷线或导线都是连接几个元器件的通路,对这根线放电立即影响几个而不仅仅是一个器件.

1980年年中,HP的一个计算机分部推出了一套积极的ESD防护规程以降低某系列部件高达23%的厂内损坏率,对雇员进行了有关ESD及其防护的培训,在生产区配备了静电安全工作台.三个月内,故障率被降低到3%以下.

这是一个真实的案例。九十年代中期,安捷伦在上海的一个用户是传呼机的维修中心,85024A是其主要的维修设备之一,一段时间内,该用户的85024A的返修量非常大,而且单一个体的重复维修次数较多,损坏部件均是85024A探头前端的微带信号放大器。为了了解设备损坏率居高不下的原因,维修部工程师专程拜访用户,了解现场使用情况,最终发现用户的防静电措施存在纰漏,造成微波探头使用过程中极大的安全隐患。经过用户的认真整改之后,85024A的损坏率迅速恢复正常。这种的案例也同样发生在沈阳的用户身上。

ESD基本防护措施

第一. 建立静电有害的牢固意识

ESD防护的首要点是让所有的工作人员从高层管理部门到基层装配,维修人员都充分认识静电的存在及其危害的一面,而且要认识到最普通的危害在人体上和塑料上储存和产生的静电。

第二. 要把所有的电子器件,电路板都看作是对ESD敏感的.

1)  在接触元器件/电路板之前先带上接地手腕环。若一时没有手腕环,可先用手触摸一下接地的机壳或框架等金属表面,以放掉人体上所带的静电。

2)拿握元器件/电路板时,不得接触引线和接线片。

3)不得在任何表面上滑动敏感元器件.所有元器件/电路板在使用前都应保存在原防静电包装袋内。

第三. 要在静电安全工作区处理所有元器件和电路板.

第四.在携带,运输及储存元器件/电路板时,必须有防静电包装,并有防静电警示标志,不得随意打开.

   

有关ESD的错误观念:

A. 只有金属氧化物半导体器件(MOS)ESD敏感.

的确,MOS器件对ESD极为敏感。然而,实验表明,其他种类的元器件也同样敏感。下表列出了各类器件对ESD的敏感程度(注意:在1类最敏感组内有非MOS器件。

表1。典型元件对ESD敏感度(根据100pF电容通过1.5kOHM放电的测试结果。

 1类,非常敏感0-1kV

l  无保护电路的MOS:场效应三极管(FET)和IC,特别是超大规模集成电路(VLSI)。

l  MOS电容器(运算放大器内补偿)

l  结型场效应管和低电流可控硅整流器(SCRs)-0.15A以下。

l  微波和甚高频(VHF)三极管,IC,尤其是肖特基器件。

l  精密集成电路稳压器---稳定度优于0.5%.

l  精密薄膜电阻---0.1%级以上。

l  低功率薄膜电阻---0.5W以上。

l  双金属超大规模集成电路。

2类,敏感度14kV。

l  带保护电路的MOS(CMOS,NMOS,PMOS)。

l  肖特基二极管。

l  高速双极逻辑电路:

发射极耦合逻辑电路(ECL)

低功率肖特基晶体管晶体管逻辑电路(LS-TTL).

肖特基晶体管晶体管逻辑电路(S-TTL).

l  线性集成电路。

3类, 较不敏感:4-15kV.

l  小信号二极管---1W以下。

l  低速双极性逻辑电路(TTL,二极管-三极管逻辑电路(DTL),高门限(TTL).

l  石英、压电晶体和发光二极管。

B. 只有未安装的元器件对ESD敏感.

这种说法只有在以下情况下是正确的:电路的所有敏感点都有保护电路,尤其是那些连接到插头的敏感器件的输入端装有保护电路.通常的情况是安装在印刷板上的元器件具有更大的ESD损坏的危害性.因为一根印刷线连接到几个器件,静电可以击中几个而不仅仅是一个器件.CMOS电路加有电源时对于ESD有额外的危险,锁住(Latch-up),这是一种寄生的PNPN雪崩效应, 它通常是由于电源电压的输入输出“低频干扰”(glich)所引起的。结果是这个寄生器件被触发导电,这时CMOS电路尽量将供电电源与公共点短路,从而引起本身过热而造成严重损伤。对于这些电池供电的低功率CMOS期间,锁住现象并不损坏器件本身,而是加大了电池的放电,结果是不得不提早更换电池。这两种情况通常都不会想到是由ESD所导致的,因为问题似乎在其他方面。

C. ESD只在低湿度环境条件下发生。

许多人认为高湿度时不存在静电问题。的确,高湿度提高表面的导电率,不易产生摩擦景点,而且由于电荷分布到较大面积上,降低了电场强度并易于泄漏到大地。但是,这种说法被广泛相信的原因是由于一般人的感觉界限,即3-4KV.当人体带有这个数值的静电电压时,如果他的指尖或持工具靠近一个导体表面就会产生可见可闻的电火花。

 表2列出了某些典型ESD源的静电电压值与相对湿度的关系。从表中可见,高湿度情况下电荷量减少,但仍处于不希望的范围内。

表2。典型静电电压值与相对湿度的关系

ESD(KV)

相对湿度

70%-90%  10%-20%

在聚乙烯地板走过

0.25  12

在合成纤维地毯上走过

1。5  35

坐在泡沫椅垫上

1。5  18

拿起普通塑料包

0.6  20

在铺有毯子的工作台上滑动塑料盒

1.5  18

从印刷板上拉下胶带

1.5  12

用橡皮清洗电路

1.0  12

启动标准的吸锡口

1.0    8

用佛利昂(FREON)喷洒电路

5.0  15

静电安全工作区

所有组装接线人员、材料保管员、检验调试和维修人员或与集成电路、其他ESD敏感器件/电路板打交道的任何保管人员、工作人员都必须经过静电须知及相应操作规程方面的培训,并且在静电安全区内完成他们的工作。

1.  安全工作区定义为一个区域,在此区域内一些器件/部件/整机被处置、加工、装配、测试或修理。它包括在这一过程中所有的机器设备以及操作者的空间。(图四)

2.  “静电安全工作区”被定义为一个工作区域,在这个区域内的静电电压不得超过100V。

3。  “静电安全工作区”必须具备以下几条:

l  工作台面铺有防静电桌垫并通过1MOHM电阻接地,每个工作台垫上须有两个可转动的接头,用于连接防静电腕带。其中一个供操作人员使用,另一个供主管或检验人员使用。

l  腕带应与皮肤直接接触,并通过1M电阻与桌垫上的连接器相连,不允许用鳄鱼夹夹在桌垫上,因为他的接触面太小,而且也不能到内部导电层(连接器是贯穿垫子的)。因此,无法有效接地。

l  所有设备都要接地:工作台、机械、电气设备、焊台、夹具、放元件的转桌等必须接地。

l  任何一个工作区都要有一个公共接地点。接地良好的市电配电盘上的地线端是最好的接地点。设备和桌垫的接地现都与此接地端相连。

l  工作区域内必须清除非导体,不应有一般塑料、纸板、烟盒、糖纸、化纤盖布、电脑显示器、鼠标、键盘、合成垫或未接地的金属板。地板上、工作台面上和架子上不得铺毯子。

l  衣服绝对不允许接触元器件及组件。最好穿短袖衣;长袖衣袖子应扣紧或卷起,以防止与敏感元件接触或接近。最好穿上合乎标准的防静电服。

l  使用合适的存放器,如防静电袋、防静电碟盘、导电或防静电IC存放管。纸片、橡皮带不应放在盒内。

敏感器件的保管

所有装好的印刷电路板、敏感器件/组件均应装在防静电袋中,以便储存和运输,静电屏蔽袋(黑塑料)和防静电袋(粉红色或蓝色聚合物)是静电防护材料制成的,其保护效果是由表面导电率决定的。尽管防静电袋导电率略差,但这两种袋均能防止产生静电的危险。

以下诸项必须严格遵守:

1.  敏感器件,装有敏感器件的印刷电路板及器件切勿把它们从防静电的容器或袋子中移出来,除非是静电安全的工作台上。此外,必须注意:清除工作区域内的静电危险物,如普通塑料袋、纸张、信封等;连接腕带(必须佩戴得紧);从容器中取器件时,将容器放在防静电桌垫上,以便放电。

2.  不在放静电袋内或其他防静电容器中的器件及电路板应该放在防静电桌垫上。

3.  衣物绝不允许与敏感器件接触。腕袋不能释放衣物上的静电。

4。  拿元器件时应拿元器件的外壳,插拔及接触印刷电路板时应只接触其边缘,即使在已经接地的情况下,也应避免接触引线或接头。

5。  不应在已加电的情况下插拔电路板或元器件。

6.  被怀疑或拒收的元器件、电路板、组件等都应把它们当作好的器件一样地认真对待。否则将可能造成进一步损坏,以致无法找出最初失效的原因。

7.  只有接了地的人才能拿电路板组件和其他敏感器件。如果被接收的电路板或组件未装在防静电袋中,则是不能被使用的。这时应放回防静电袋中并退回发料的部门。

8.  胶纸带不允许用在印刷电路板边缘连接器上。橡皮抹擦器不允许用来清洁手指。通常用棉签沾上酒精、水或清洗液来取代橡皮擦。

9。  要避免产生磨擦的动作,如穿/脱罩衣,擦脚和擦手等。这些动作都会产生静电。

10。  养成在拿静电敏感器件前首先接触机壳或接地的桌垫表面的习惯,即使已戴腕带的情况下,这些注意事项也要遵守。

防静电与人身安全

当与带电设备仪器工作时(例如仪器维修工程师正在通电检测),防止电流流过人身是绝对必要的,尤其是要防止流过致命电流。防静电地板、桌垫和腕带均通过1M欧姆电阻串接通大地,这就是作为限流保护,一旦人身触及市电电压,不会产生什麽危险。当然如果人的肢体一部分触及机壳而另一部分触及市电或其他电压时,限流电阻就无法起到保护作用了。这是要绝对避免的。

下表列出在不同电流流过人体时的危险程度:

电流值(mA)

 AC 50 Hz  DC

感觉/危害

 0-1  0-4

有知觉

 1-4  4-15

吃一惊

 4-21  15-80

有反射行动作

 21-40  80-160

肌肉痉挛

 40-100  160-300

呼吸障碍

超过100  〉300

通常会致命

通常,通过人体的电流在0.5mA以下是安全的。

微波接头的使用及养护常识

现代电子测量技术发展使得微波接头和连接技术比以往任何时候都更为重要。在校准和检验装置、测试端口、电缆等装置上的接头的损伤还增加维修费用和停机时间,本资料着重阐述如何帮助用户在使用同轴微波接头时得到最佳性能、如何改进测量精度与重复性。使用什麽工具及如何清洁和检查微波接头以保持其精密性和延长使用寿命。

微波接头尺寸很小,机械公差极为严格。表面任何小的缺陷,损伤和污垢都可能显著降低重复性和精度。最精密接头的配合面是镀金的铜铍含金,对机械损伤十分敏感。

微波接头在不使用时应在接合面端盖上塑料护罩,绝不要在接触端暴露的情况下存放。最好存放在有泡沫塑料凹槽排列的箱子中,应该避免触摸接头的配合面,不要将接头的配合面朝下放在任何坚硬的表面上。自然的皮肤油脂和灰尘微粒极易粘到配合面且难于去除。最重要的是绝不要将接头散放在盒子中,台面上或者工作台的抽屉中,这样很容易造成机械损伤。电缆存放时应保持与它们使用时相同的形状,不应该将它们拉直或小角度卷弯,另外,接头上应盖上塑料护罩。

在检查和清洁任何微波部件、整机上的接头时,请格外注意静电!人体常带有几百伏乃至几千伏的静电,若触及中心导体而放电时,可能直接损坏内部电路器件(如放大器、混频器、检波器等)。应当在静电安全区内操作并戴好腕带,台面有防静电垫并已接地。要养成在联接任何设备之前,首先用手摸一下测试端口的金属外壳的习惯,以释放身体上的静电。微波网络的校准检和检验件、被测件等也可能携带静电,应当把它们先放在防静电桌垫上以放掉静电再用。

常用微波接头的性能

接头种类

最低频段上限 
(GHz)

连接扭矩 
(N-cm/in-lb)

/

精密级1

普通级2

生产用级3

7 mm (APC-7*)

18

135/12

N

Y

Y

Y

Type N 50 ohm

18

135/12

Y

Y

Y

Y

Type N 75 ohm

184

135/12

Y

Y6

Y

Y

3.5 mm

33

90/8

Y

Y

Y

Y7

2.92 mm (K*)

40

90/8

Y

N

Y

Y

2.4 mm

50

90/8

Y

Y

Y

Y

1.85 mm5

65

90/8

Y

Y6

Y

Y

1.0 mm

110

45/47

Y

N

Y

Y

SMA

188

56/5

Y

Y9

Y9

Y

TNC

1110

56/5

Y

N

N

Y

BNC

3

N/A

Y

N

N

Y

SMC

4

34-45/3-4

Y

N

N

Y

Type F (75 ohm)

1

168/15

Y

N

N

Y

Type FD

311

168/15

Y

Y6

Y

Y

Type 7-16

7.5

226/2012

Y

N

Y

Y

注释:

1.  精密级接头的连接属于无缝隙连接,通过最紧密的联接来达到其标称的高性能指标。

2.  普通级接头除了7mm接头外均属阴性定位的有间隙连接,其联接的紧密性也足以保证其性能的可靠。

3.  生产用级接头属于经济型接头,其性能适中,多用于产品的生产中。

4.  理论上N75欧姆接头使用范围最高可达18GHz,但是Agilent85036B的的N75欧姆校准件的指标只保证到3GHz.

5.  1.85mm的接头完全适用于 Wiltron V© 接头。

6.  Agilent 开发的与精密级接头配合使用的器件仅限于内部测试使用,通常不对外销售。

7。  The IEEE 287 spec may sill call out 34 N-cm for 1.0mm, but we found that we needed 45 N-cm for adequate repeatability.

8.  许多SMA 接头的频率上限是18 GHz, 但是某些厂家给其生产的SMA 接头标注出达到27 GHz频率上限指标.

9。  SMA接头被认为是 3.5 mm 接头的生产用级版本,正如3。5 mm 接头可被认为是 SMA接头的精密级版本一样。

10.  TNC 接头在IEC 169-17 标准的描述中,其频率上限不是11 GHz就是16 GHz,但是许多电缆接头如果可以在3 GHz工作就足够了。 IEC 169-26 标准定义 TNC 的频率上限达18 GHz

11.  The EIA-550 标准定义的 FD 型接头的频率上限是1.5 GHz,但是 Agilent 85039A F 型校准件的频率范围可达到3 GHz

12.  226 N-cm 的扭矩扳手用于精密测量。CECC 22190 标准定义 7-16 型接头连接时的扭矩应在 2530 Nm 之间。

接头的清洗

在每次连接之前仔细检查所有的接头,首先检查接头是否有明显的缺陷或损伤,电镀层是否严重磨损,接合面是否有划痕或压痕。螺纹是否变形,中心导体是否弯曲、变形或折断等,配合面尤其需要着重检查是否受到污染,有无金属或金属屑附着。接合面上的污垢或金属微粒可能是在将接头的接触面朝下放置时造成的,或是手触摸后留下油污沾上尘粒。金属和金属屑常常是来自接头螺母上的螺纹。用肮脏的或受损的接头将严重影响性能甚至可能损坏两个接头。对于APC-7mm的接头,应查看中心导体的弹簧套筒表面和边缘有无变形或损伤,永圆头的木棒或塑料棒轻压套筒是否有弹性。千万不要用铅笔芯或手指直接按压。对于有极性的接头特别时3.5mmSMA接头,应该特别注意阴性接头中心导体的触爪,它们极易弯曲或折断。其损坏常常不易看出。触爪损坏的接头必须更换。

接头的污染及损坏通常会直接造成测量的误差,而实际上对它们的清洗并不费时,当然,最简单的清洗方法就是避免其受污染。使用塑胶保护帽和避免连接时接头间的相对摩擦是使其保持清洁并处于最佳状态的最好方法。

认真清洁一切接头对于确保长期而可靠的使用接头,防止接头偶然受损以及获得最高的测量精度与重复性都是十分重要的,而这一布往往是最易被忽视的。

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接头清理步骤:

1.  在使用接头对其他产品进行检验之前,使用20倍的显微镜对其接头表面进行检查,是否有灰尘,污垢,阳针表面是否有沟槽及划痕,中心导体是否有损伤, 首先使用压缩空气,它很容易除去微屑和尘粒而不会损伤接头,但要注意吹气管咀应接地以防静电。

2。  对于无法用压缩空气去除的灰尘和油脂,必须用溶剂,用沾有异丙醇(isopropyl alcohol)的棉签清洁接头的接插导体表面及中心导体,当心切勿让酒精接触到绝缘介质层,否则会使绝缘层遭到破坏。当然,在擦拭过程中也不要用力过大致使接插导体产生变形或位移或损伤。要使用足够细小的棉签以便可以清洁到连接体的各个角落,不要忘记擦拭接头的螺纹。

3.  要使用干净的压缩空气将酒精吹干。但要注意,压缩空气可以导致接头温度得大幅度降低,这会极大地影响器连接件的性能及指标。如果使用该接头进行精密测试,则需要在使用之前稳定其温度。

4。  在显微镜下察看接头导体,若接头插接体上附着有异物,请讲异物清除掉,否则会导致插接导体的不紧密连接。若阴头接头的插槽导体齿向外撑开而不是向内紧缩,那末请更换该接头。同样,当接头同另一变形接头可以紧密连接时,该接头同时更换。

清洁物:

 

Agilent 备件号r

 

棉签 (100)

9301-1243

该种棉签是最好的

99.5 % 酒精(30 ml)

8500-5344

酒精应保持清洁,远离水,不要混入其他溶剂。

99.5 % 酒精(8 oz.)

8500-0559

压缩空气 (235 ml)

8500-6659

1,1,1,2 汽化四氟乙烯。警告:该产品必须在专业指导下使用。

脱织麻 (one)

9310-4242

接头保养指南

08510-90360

关于接头量规的说明.

微波接头的机械指标很高,公差在万分之几英寸量级,它使其性能的基本保证,若是公差,即使是完全清洁,也会造成麻烦,因此,在使用之前需用量规对它进行机械检查。一般说来,当外观检查或其电气性能表明由于接合面磨损或损坏而超出技术指标时,都应对接头进行校准。在校准件和检验件上的接头每当被他人用过或在其它系统或设备上使用过后,也需要进行校准。精密3。5mm和SMA接头应比其他接头更经常地校准,因为在分离连接时,其中心导体可能被牵拉而超标。

用量轨校应成为一件例行公事---经验表明,在100次左右连接与分离操作之后或多或少总有变化,都应用量规校准一次。

电子测量仪器及其系统的环境要求

电子测量仪器及其系统的安装和操作环境是否良好直接影响到仪器的性能机使用寿命。对于大型的测试系统,如板测试系统,工程师在安装前需要勘测场地,同时将场地准备书交给最终用户,同用户一同讨论场地的选择与准备计划,用户完成准备工作后,安捷伦工程师按照双方约定的时间开始安装工作,完成后再进行各项核查来验收设备。

电子测量仪器及系统的场地选择

1.  场地的选择应避免下列诸外界因素:

l  电磁场

l  易燃物或易燃性气体

l  磁场

l  爆炸物品

l  电力杂讯

l  潮湿气

l  腐蚀性气体

l  灰尘

2.仪器设备安装后应该仍有足够的空间由操作或维修人员使用,同时设备前后左右也应有足够的散热空间。

3.场地应保持清洁少尘。

4.场地应禁止铺设地毯,仪器设备间的入口处应设置消除静电的脚垫,操作人员在使用仪器时也应佩戴防静电腕带。

5.应避免阳光直接照射。

6.仪器搬运路线有足够的宽度与高度容许仪器设备搬运至使用场地。

7.任何无线电杂讯干扰(RFI)应低于使用手册规定的标准。

8.设备间地板的负载足以支持仪器设备的重量。

9.方便人员及设备的进出。

10.有适合的紧急出口。

仪器设备的环境规划

为了使安捷伦测试仪器及系统能够发挥最大的效能,即减少仪器故障和保障设备的性能指标,良好的操作环境规划是必不可少的。环境的考虑因素包括场地的温湿度、空气的含尘量、场地的颤动度、电磁场杂讯干扰度。

温湿度

大家知道,电子器件在工作过程中要散发热量,电子仪器本身也有一定范围的工作温度。工作温度或环境温度越接近仪器工作温度的上限,电子器件的性能指标就越呈现几何级数地变差。换句话说,在25摄氏度环境下可以正常工作10年的仪器也许只能在45摄氏度环境下正常工作3年。适宜的工作温度是仪器“长寿”的必要条件。

Agilent仪器的性能指标是在一定的环境下测定的。以8563系列频谱分析仪为例,

l  存储温度:-51C--+71C

l  操作温度:-10C--+55C

l  相对湿度:95% (在40C时保持5天)

注意,每台仪器的使用条件各不相同,有些适合野外作业,有些则适合实验室使用,请仔细阅读操作手册,确保仪器在规定的温室度环境下工作。

湿度的改善

我国北方地区气候干燥,建议使用加湿器。南方地区气候潮湿,建议用去湿器。而对于野外使用的仪器,建议在储存箱内放置干燥剂以去湿。

潮湿的环境尤其对电子测量仪器具有“杀伤力”。一定的潮湿环境下,仪器内部印刷线路板上器件的阻抗特性会发生异常的变化,甚至有导致短路的危险。

空气含尘量

操作环境应保持清洁少尘,空气中大于0。5 Micron的杂质在每立方米的空气中不得多于45000个。空气中含尘量过多很容易造成接触不良和磁盘读写错误,磁头毁坏。

在生产线上使用Agilent的871X系列网络分析仪的用户,尤其是生产陶瓷滤波器的厂商经常抱怨871X的软盘驱动器常常读不出数据,容易损坏。如果这些用户有幸目睹被拆卸开的871X的软驱,那厚厚的灰尘、陶瓷粉末,被严重污染的软驱磁头,任何人都不会期望任何品牌的软驱可以在这种恶劣的环境下正常工作。

场地颤动度

使用场地颤动度不得大于0.5G,不应与产生震动的机器放置在一起,因为颤动将使仪器内机械部分、接头、面板及母板接触部分产生松动而造成工作的异常。

电磁场杂讯干扰

使用场地附近无线电杂讯干扰应低于使用手册规定的标准。如果场地附近有强力磁场或大型的微波发射机站,应迁移使用场地,否则请将使用场地四周用金属隔离屏蔽,使干扰降至标准之下。

Agilent无线综合测试仪的用户也许有过这样的经历,在生产线上屡屡产生误测的综测仪在送往维修中心后,被确认为“无硬件故障”,安装到生产线上却故障依然。待工程师实地勘查后发现生产线局部区域被较强的无线杂讯所“污染”,这便是产生仪器“误测的根源所在.

电源规则

安装任何仪器及系统,电源均为重要的考虑因素。外电源品质(指电压、频率变化、滤波效果)愈优则使用效果愈佳。如果对于使用电源品质存有疑虑,可用电源检测器或示波器监测电源的变化情况,以便了解其可靠性。

1. 电压、频率允许变化规范

电压: 单相 220V +5%-10%

频率: 48Hz-66Hz

2. 瞬间变动电压

瞬间变动电压不能超过220V +15%,-15%,并且必须在25个周期(0.5秒)内恢复至220V,对于计算机系统则必须于三个周期内恢复.

3. 总谐波成分不得高于5%

4.瞬间冲击电压

瞬间冲击电压若大于100V,将使设备产生问题。

注意:以上数据仅供参考,不同的设备有不同的电源规范,请仔细阅读操作手册或场地准备手册以确定电源规格。

设备所需电力

将所有设备所需电力相加,并至少增加30%以上为原则,已备将来扩充之需。

接地系统

为了避免仪器设备受到外界电力干扰,同时顾及操作人员的安全,需要有良好的接地系统,其标准如下:

1。  接地线必须同任何导线完全隔离及绝缘,且仅能在建筑物的真正接地线处和电源中性线(零线)相接。

2。  接地线线经至少为3.5mm.

3.  接地线不是电源中性线(零线),且必须与中性线分开(概念上)。

4。  接地阻抗在电源插座中性线与接地线之间测量时不得大于2欧姆(使用接地阻抗测试器测量)。

5.  在电源输出插座所测得的零线与地线间的电压不得大于1。0V,同时无论设备是否开启,电压的变化量不得超过1。0V。

6.  不能用铁管代替接地线。

7.  在接地线的接地端测得的接地电阻不大于1欧姆。

Agilent仪器的机壳大都和仪器自身的地线相连,所以仪器接地不良的直接后果是造成机身带电,这对于操作者和仪器自身都是潜在的危险。

用户在使用仪器时,可能由于测试环境的要求而需要延伸电源线、增加电源接线板,很多情况下,由于采用劣质或不合要求的接线板而造成浮地,如果在中间环节零线和地线的不完全隔离,机身有可能带有220VAC市电,这是致命的。当然,这是比较极端的例子。只要我们严格按照接地规程操作,良好的接地是可以保证的。

电源导线

Agilent所提供的电源导线在极性上与仪器设备上的电源插孔相匹配,而客户所准备的电源插座在极性上必须与电源导线一致方可使用,否则将可能有致命的电压存在于机器上,同时仪器也会受到严重损坏,所以请用户务必注意电源插座的极性,以保障人员和设备的安全。

电源插座

一般来讲每台仪器至少有一个电源插座(8566B、89441A需要二个插座)。有些仪器可能在其后面板另有附加电源插座,则该插座可供其它外围设备使用,这样就可减少外加的电源插座数量。

电源插座与插头上L、N、G分别表示:

L:火线

N:中线(零线)

G:接地线

保险丝

仪器配合不同的电压,所使用的保险丝规格也随之变化。可参照仪器操作说明书所列规格更换。保险丝有快熔赫慢熔之分,切勿变更规格。

电源选择开关

为了适应不同国家的电源制式,Agilent仪器上附有电压选择开关(220VAC或110VAC),用户在第一次验收或使用仪器时必须确认仪器上的电源开关设在目前正在应用的电源制式上。否则会造成仪器的非正常损坏。当然,目前越来越多的仪器采用自适应的电源模块,再也不用为电源选择开关的设置而担心了。

额定电流

如果要决定测试系统所需的额定电流,先将系统所包含的各种仪器设备所需电流列出,然后将所有设备电流之和乘以2,即得出该系统所需的额定电流。该电流值足以容忍突发性的电流波动及供给偶尔添加的设备使用,配电施工时的导线线经的大小尺寸也是据此计算得出。

电源配线工程

电源配线工程施工时,请注意下列三点:

1. 使用专用的开关箱

2. 空气开关的容量需大于分路上全部仪器设备容量的总和。

3. 空调系统不得和测试系统同一电源。

仪器硬件故障的最终确认。

每当用户得出错误的测试结果,在排除被测件的因素后,首先想到的是测试仪器是否性能超差或功能正常。但是以往的维修记录显示5%左右的案例是NT(No Trouble),即无硬件故障。所以请在决定将仪器送修之前确认以下各个因素已经考虑到并且予以排除.

1.  我的操作步骤正确吗?仪器是否设置在正确的操作模式下.测试结果是否是在仪器非正常使用情况下得出(未校准归零,恒温槽未热,时基的不归一,使用非法的附件及不合格的电缆、不标准的接头…).例如8970B,它既可以单机工作也可以同8971一起作为8970S系统的一部分,当然这两种工作模式的设置是不同的.若将工作在系统状态下的8970B单机操作就会产生错误的结果。同样,在未校准情况下使用网络分析仪或频谱分析仪,其测量结果是没有意义的。作为手机测试解决方案的8922系列,如果未接入合格的10MHz参考信号,其测量结果将被质疑。

2.  仪器是否安装了相应的选件?Agielnt仪器拥有众多的选件,在给用户提供多种选择的同时,也要求用户对自己所需的测试功能有非常明确的了解。例如,8920/21/22系列的综合测试仪,其频谱测试功能是可以选择的,若用户未选,就无从得到相应的频谱测试。

3。  我的仪器、附件、校准件是否在有效的计量期内?转接头、电缆是否有可能已经损坏?人需要定期的体检,仪器设备同样需要,这就是计量。没有经过计量的设备测量得出的结果就如同未经定标的尺子一样,测量出的长度是没有依据的。推而广之,仪器附件、校准件这些对测量结果起到决定性作用的器件是否是经过计量,将直接影响到测量结果是否可信。测量中使用的转接头和电缆就如同激光打印机中的硒鼓,是消耗件,是需要定期更换的。这个概念必须树立起来,否则测试的质量无法保证。

4.  是否考虑到被测件本身的合格率及指标的不确定性?如果由于器件所限,用户被测件的合格率只能达到90%,我们就无权期待比90%更高的合格率。如果仪器本身的测量不确定性已超出了用户被测件的指标要求,用户要做的恐怕是更换更高一级的测试设备了。

5.  我们的测试软件同仪器的系统程序之间是否有冲突或失配?众所周知,两个不同的软件之间如果存在控制与被控制关系的情况下,是有可能出现“失配”的。具体来讲,如果用户的测试软件(Test Plan)的运行速度快于仪器系统软件的测试速度,其结果就是仪器的测量数据无法被Test Plan获取;而冗长的Test Plan的语句也会影响到截取数据的可靠性。此时用户所需要的不是送修仪器,而是软件的优化。Agielnt系统集成部可以根据用户的具体需求提供专业的、一体化的服务,包括软件的优化、总体解决方案的建议及具体实施。

如果以上各项均被排除,请拨打我们的免费维修热线:800-810-0508。

下面我们提供了部分仪器在送修前后的用户检测步骤及使用注意事项,

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附录一.  

部分种类仪器的用户检测步骤及注意事项

网络分析仪:

l  首先,开机时不能出现失锁(Unlock)报警。

1.  871X系列:观察接直通电缆时的反射的回波损耗线应低于-18db。

2.  875X系列:观察S参数,S11和S22,S12和S21应具有一定的重复性。

l  如果用户有检验件,请运行仪器内置的性能测试程序。

频谱分析仪

l  所有的检测必须在仪器通常性的校准完成后进行,否则,检测将无任何意义。

l  开机是否有报警或错误信息提示,输入连续波信号及调制信号,测量结果是否正常。

l  使用可以信赖的信号源作为测试源,所谓“可以信赖”指的是在计量有效期之内。

无线综合测试仪:

l  8920A/B: 需要至少同频段的频谱分析仪及信号源进行信号输出及接收的测试,在功能正常的情况下再使用手册上要求的标准设备进行性能的测试。

l  8922M/P及 E5515B/C:使用经验证性能优良的手机于8922相连进行通话测试,观察各功率级的手机回报功率是否正常。这是最直接、最有效的检测方法之一。

OTDR的用户检测方法--型号:E6000A/B/C,E4310A

By 戚胜勇

要检测OTDR的功能,需要用一根有一定距离的光纤。比如4。5公里长,接到OTDR上后,选择适当

的测试距离(如7Km)和脉冲宽度(如100ns),对于E6000系列,也可以设为自动。将最优化模式

设为标准,然后按面板上的"RUN/STOP"按键即可进行测试。测试曲线应该是一根平滑的斜线,

前后端各有一个反射。前端的是由于光纤联接头引起,后面反射是光纤末端,末端也可能没有反射。

大家知道,OTDR的主要性能参数包括动态范围,盲区,距离精度等。我们可以从这根测试曲线上直观

地看到动态范围。那就是,曲线距噪声要足够的高。至于盲区,距离精度等,则要经过计量检定

才能判定是否合格。如果动态范围不够大或没有曲线,首先要看一下是不是光输出耦合不良,如光输出端不

清洁或光输出接头磨损等。这时可以细心清洁一下光输出端面或更换一个好的光输出转接头,如果

还是不能解决,则可能是OTDR的问题。

需要注意的问题:

1。  要注意对激光输出端面的保护,不要磨损或有划伤,否则会引起输出端的反射盲区增大,反射下降曲线不陡直。甚至会引起耦合不良。

2.  要注意对软驱的保护,用质量好的软盘。并注意软驱的防尘。

3.  及时备份仪表内存储的曲线,以免因意外造成存储曲线无法恢复。

关于E6000B/C Mini-OTDR 的一个现象:

开机后,有几项自检失败,进到主菜单后仪表即死机。无法关机,只有拔掉外接电源和电池

才能关机。这一现象是由于仪表内存混乱引起的,不是故障。解决办法是同时按住“确认”和“帮助”

键,同时开机,再按帮助键关闭帮助,选确认格式化内存,格式化完毕后重新关机再开机即可。

但要注意,格式化内存将使所有曲线丢失。

关于42841A的正确使用步骤

By 徐国富

42841A在测试过程中,将在待测件中加载很大的电流。如果突然地改变被测件的工作环境,比如:突然关机断电、在没有关断“DC Bias”前,打开42842A/B的上盖(保护盖)等等使得仪器被动撤除偏置电流的操作,都会对仪器造成不可预知的损害。这一点,使用者务必牢记在心!

这里我们再详细描述一下42841A的正确使用步骤:

0.  将测试夹具在42841A上连接好,并与4284A通过后部电缆连接,然后给4284A和42841A加电开机。

1.  将待测件在测试夹具42842A/B中连接好。

2.  合上测试夹具42842A/B的保护盖。

3.  由4284A设置偏置电流的大小。

4.  按一下4284A上的“DC Bias”按钮,使能偏置电流输出。

5.  读取测试结果。

6.  再按一下4284A上的“DC Bias”按钮,关闭偏置电流。

7.  确认4284A和42841A上的偏置电流指示灯(红色)都熄灭。

8.  打开测试夹具的保护盖

9.  从测试夹具42842A/B的测试端口取下测试件。

10. 重复步骤1-9,直至所有被测件测试完毕。

11. 分别关闭42841A和4284A的电源。

12. 从42841A上取下测试夹具。

关于54522C 示波器使用注意事项

 

By 杨敏

一,故障现象

1)  没有显示,母板上显示电路故障

2)  通道1的增益和偏置失败,ch1通道衰减器套件烧毁

二,故障原因

显示部分故障与使用没有太大关系。Ch1通道衰减器套件损坏的原因从电路上分析与输入过大信号有关。

三,注意事项

对此,我提供如下注意事项,以供参考。

1)  50欧姆阻抗输入时,输入电压不要超过5V有效值(或称均方根值)。

2)  高阻1M欧姆输入时,输入电压不要超过250V交流峰值加上直流偏置的电压。

3)  仪器电源的接地要保证良好,电源插头要有保护接地,即仪器工作场所的供电电源有第三点,而不是俩点的电源,同时保护地和零线的电压不要大于2V。

6834B 工作范围的设置

by 张威

6834B有两个负载工作范围:输出电压在150V以内和输出电压在150V至300V,请根据测试需要选择合适的工作范围才能达到最好的效果,否则可能导致带不动负载。选择方法如下:

开机后按“output”键,然后再按向下的箭头按键直到屏幕出现

“RANGE  R300”或“RANGE  R150”,此时用键盘上的箭头按键选择

“RANGE  R150”或 “ RANGE   R300” 最后按 “ENTER” 键确认就可以。

在150V范围内,最大工作电流为10A而300V范围是5A。请在选择最合适的范围后再选择需要的工作电压和相应的工作电流,输出电压在150V以内尽量选择 “RANGE R150” 注意在开关机后可能需要重新设置。

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关于电源 +SENSE-SENSE 端使用的说明

by 张威

 为了用户在使用中达到最大精度,Agilent生产的电源均具备四线制输出功能,可以避免由于电缆上压降造成的影响,具体四线应用请参考使用手册。在要求不高的情况下也可使用一般的两线方法即直接通过正负输出端口输出信号,但注意根据手册要求此时必须将 +SENSE与+输出端短路,-SENSE与 – 输出端短路,否则电压输出精度将大受影响,例如设定3.0V可能实际输出3.9V,SENSE线连接不良亦有可能造成电源有时进入保护状态.

注意所有电源在出厂时均有两个短路片已将上述端口短路好,如在使用中丢失请务必在使用两线输出时用导线将上述端口分别连接好.

对于部分电源产品后面有一个白色转换开关标有 Local 和 remote 状态,若此开关放在local状态表示两线应用,就不需要再短接+ - Sense 和输出端。

附录二.

Agilent仪器常见故障现象及可能原因分析

仪器型号

故障现象

可能原因

预防措施

859X系列频谱分析仪

开机只有一个台阶状的噪底,高端信号测试低10甚至20dBm

该故障多半是由于校准常数丢失造成的,而校准常数的丢失或是因为存储器电池失效、或是在做自校过程中突然掉电造成所有补偿数据复位。

建议用户定期通过维修部更换(检测)电池。另外,在做自校过程中杜绝人为的复位、断电等操作。

测试过程中出现衰减值混乱、非线性。

极有可能是输入衰减器的射频衰减片被烧毁造成的。

防止直流信号及大信号的接入。

871X系列网络分析仪

开机直通状态下的传输测量正常,单通道测量低3-5dBm。回波损耗曲线异常。

极有可能是由于遭受大信号或强静电的侵入,接收机的元件被击穿造成的。

对接入网络分析仪测试端的被测信号进行预测试;完善防静电设施及步骤。

开机直通状态下的传输测试曲线呈反抛物线状。

可能是信号输入端的保护器被烧毁。

同上。

8360系列信号源

不稳幅, 自检失败

设置输出信号频率小于2.1GHz, 不稳幅, 或者频率相差100MHz..

006选件的, 基本上是该微波模块损坏.

外差模块损坏.

该模块极容易被外部串入的大信号烧毁; 因此需要注意接地以及静电防护.

89441A矢量信号分析仪

开机出现“射频单元失锁“或“本真失锁“的报警。

极有可能是89431A的参考信号幅度降低造成的。

潮湿的环境或长时间不开机。

开机自校失败,出现检查前面板连线的报警。

通常是89431A中的A91板的数据错误造成的,需要调整校准数据。

保证仪器的年检。

8970B噪声信号分析仪

自校过程中出现E27报警

仪器输入板的衰减器被烧毁,导致信号被噪声淹没。

请考虑静电侵害的可能性及有源器件的大信号接入。

8920A综合测试仪

射频输入端口RF IN及天线输入端ANTENNA IN的接收信号偏低。

射频输入模块被烧毁。

大信号的接入。

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