長線纜為什么會產(chǎn)生靜電危害，如何進行規(guī)避

眾所周知，幾乎所有的電子元器件都是對靜電敏感的，如果處理不當，將惡化元器件的性能，甚至造成徹底損壞。在低溫干燥的環(huán)境中，極易產(chǎn)生靜電，當然靜電主要還是通過摩擦產(chǎn)生的。除了我們所熟知的靜電產(chǎn)生的原因外，還有一種情況容易被忽略，那就是長線纜的電荷積聚。長線纜為什么會產(chǎn)生靜電危害，在哪些場景下會產(chǎn)生靜電危害，以及如何進行規(guī)避，這些將是本文要重點介紹的內(nèi)容。

除非特別說明，下文中的線纜都是指射頻同軸線纜。

線纜生產(chǎn)過程中電荷是如何積聚的？

簡單地講，射頻同軸線纜的結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外依次為：內(nèi)導體、填充介質(zhì)、外導體(屏蔽層)以及保護層。在線纜生產(chǎn)過程中，為了檢測填充介質(zhì)是否雜質(zhì)超標，是否存在受外力導致的畸變等缺陷，需要對其進行介質(zhì)耐壓測試。在整個線纜生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，介質(zhì)耐壓測試是保證線纜質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)，是必不可少的。

根據(jù)同軸線纜的材質(zhì)和尺寸，介質(zhì)耐壓測試所需要的電壓不同，但通常都在kV級別。圖1給出了介質(zhì)耐壓測試的連接圖，采用DC進行測試，待測線纜的外導體與高壓“+”端子相連，內(nèi)導體與地端子相連。如果填充介質(zhì)中存在缺陷，將無法承受高壓而被擊穿，同時檢測儀表會給出報錯信息。

圖1. 同軸線纜介質(zhì)耐壓測試連接圖

正是在介質(zhì)耐壓測試的過程中，才完成了內(nèi)、外導體上電荷的積聚。因為同軸線纜內(nèi)、外導體及填充介質(zhì)實際構(gòu)成了一個電容器，當在內(nèi)、外導體之間施加高壓直流時，就相當于對該電容進行充電，其等效電路圖如圖2所示。如果沒有及時對線纜放電，那么內(nèi)導體和外導體上均帶有電荷。電荷的多少取決于所施加的電壓，以及同軸線纜等效電容Ce的大小，而等效電容又正比于同軸線纜的長度。因此，當對長達幾十米甚至更長的線纜完成介質(zhì)耐壓測試后，內(nèi)導體上將會積聚大量的電荷。如果不進行妥善處理，無疑會對與之接觸的器件或者測試設備帶來不可挽回的損害。

圖2. 介質(zhì)耐壓測試等效電路圖

積聚電荷的危害及預防措施

絕大多數(shù)射頻測試場景中，都不會涉及上述電荷積聚的問題，但是有一個非常典型的場景就是線纜生產(chǎn)測試。如前所述，線纜生產(chǎn)過程中會進行介質(zhì)耐壓測試，這會導致內(nèi)導體帶有大量的電荷。為了保證同軸線纜的性能和質(zhì)量，除了要進行上述介質(zhì)耐壓測試外，通常還要測試特征阻抗及阻抗不連續(xù)性，檢測線纜是否存在斷點，有時還需要焊接轉(zhuǎn)接頭做成線纜組件，那么測試線纜組件的插損及端口駐波比等參數(shù)也是必不可少的。

以上這些電參數(shù)測試，需要使用TDR和VNA。完成介質(zhì)耐壓測試這一道工序之后，直接進行這些電氣參數(shù)的測試，那就要小心了，如果不釋放掉內(nèi)導體上的積聚電荷，很容易燒壞測試設備。經(jīng)常聽到線纜廠家抱怨“TDR和VNA怎么這么脆弱”，為什么測試線纜時又燒壞了TDR模塊，又燒壞了VNA。

其實，儀表都是有防靜電等級設計的，尤其是VNA。在操作人員防靜電措施得當?shù)那闆r下，之所以會燒壞儀表，多數(shù)都是因為內(nèi)導體積聚的電荷引起的。當將帶有電荷的同軸線纜與測試設備相連接時，電荷會通過測試設備的模擬通道流向整個系統(tǒng)的參考地，如果電荷量足夠大，將會直接燒壞模擬前端部件。還有一點需要注意，無論是靜電放電，還是上述的積聚電荷放電，其對設備通道的損傷具有累積效應——即使一次放電燒不壞模擬通道，但放電次數(shù)多了，模擬通道慢慢就壞掉了。

如何規(guī)避這種情況呢？

如果要防止積聚的電荷燒壞測試設備，必須要在連接測試設備之前進行放電。放電的方法很簡單：將短路器(比如VNA的Short校準件)連接于射頻線纜，這樣可以保證內(nèi)外導體相接，將其置于實驗室接地端子上即可完成放電！

值得一提的是，還要預防這樣一種情況，同軸線纜生產(chǎn)后進行了介質(zhì)耐壓測試，而且做成了比較長的線纜組件，但是之后并沒有再進行任何測試。這種情況下，線纜內(nèi)導體也極為可能帶有大量電荷。在使用之前，強烈建議先對這種長線纜進行放電，以防止對其它電子器件或者設備產(chǎn)生危害。

以上便是要給大家分享的內(nèi)容，希望對大家有所幫助~~

責任編輯：xj

原文標題：射頻同軸線纜也可能是靜電危害的罪魁禍首？

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