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线路板制作公司:PCB印制电路板信号损耗测试技

文章来源:澳门永利娱乐人气:发表时间:2019-07-11 19:13

  摘要:正在印制电途板打算、坐褥等流程中,传输线的信号损耗是板材行使机能的紧急参数。信号损耗测试是印制电途板的信号完备性的紧急外征妙技之一。本文先容了目前业界利用的几种PCB传输线信号损耗衡量举措的道理和联系行使,并明白了其上风和限度。

  印制电途板(PCB)信号完备性是近年来热议的一个话题,邦内已有许众的斟酌报道对PCB信号完备性的影响成分实行明白[1]-[4],但对信号损耗的测试时间的近况先容较为少睹。

  PCB传输线信号损耗来历为质料的导体损耗和介质损耗,同时也受到铜箔电阻、铜箔粗陋度、辐射损耗、阻抗不行婚、串扰等成分影响。正在供应链上,覆铜板(CCL)厂家与PCB速件厂的验收目标采用介电常数和介质损耗;而PCB速件厂与终端之间的目标平淡采用阻抗和插入损耗,如图1所示。

  针对高速PCB打算和利用,奈何火速、有用地衡量PCB传输线信号损耗,看待PCB打算参数的设定和仿真调试和坐褥流程的独揽具有紧急意旨。

  目前业界利用的PCB信号损耗测试举措从利用的仪器实行分类,可分为两大类:基于时域或基于频域。时域测试仪器为时域反射计(Time DomainReflectometry,简称TDR)或时域传输计(TimeDomain Transmission,简称TDT);频域测试仪器为矢量收集明白仪(Vector Network Analyzer,简称VNA)。正在IPC-TM650试验标准中,引荐了5种试验举措用于PCB信号损耗的测试:频域法、有用带宽法、根脉冲能量法、短脉冲撒播法、单端TDR差分插入损耗法。

  频域法(Frequency Domain Method)重要利用矢量收集明白仪衡量传输线的S参数,直接读取插入损耗值,然后正在特定频率边界内(如1 GHz ~ 5 GHz)用均匀插入损耗的拟合斜率来权衡板材及格/不足格。

  SLOT平淡被以为是圭臬的校准举措[5],校准模子共有12项偏差参数,SLOT方法的校准精度是由校准件所确定的,高精度的校准件由衡量筑造厂家供应,但校准件代价腾贵,况且大凡只实用于同轴情况,校准耗时且跟着衡量端数增众而几何级增加。

  Multi-Line TRL方法重要用于非同轴的校准衡量[6],遵循用户所利用的传输线的质料以及测试频率来打算和创制TRL校准件,如图2所示。即使Multi-Line TRL比拟SLOT打算和创设更为简捷,可是Multi-Line TRL方法校准耗时同样跟着衡量端数的增众而成几何级增加。

  为剖析决校准耗时的题目,衡量筑造厂家推出了Ecal电子校准方法[7],Ecal是一种传达圭臬,校准精度重要由原始校准件所确定,同时测试电缆的宁静性、测试夹具装备的反复性和测试频率的内插算法也对测试精度有影响。大凡先用电子校准件将参考面校准至测试电缆结尾,然后用去嵌入的方法,抵偿夹具的电缆长度。如图3所示。

  有用带宽法(Effective Bandwidth,简称EBW)从厉峻意旨来说是一个定性的传输线损耗α的衡量,无法供应定量的插入损耗值,可是供应一个称之为EBW的参数。有用带宽法是通过TDR将特定上升光阴的阶跃信号发射到传输线上,衡量TDR仪器和被测件连结后的上升光阴的最大斜率,确定为损耗因子,单元MV/s.更实在地说,它确定的是一个相对的总损耗因子,能够用来识别损耗正在面与面或层与层之间传输线].因为最大斜率能够直接从仪器测得,有用带宽法常用于印制电途板的批量坐褥测试。EBW测试示贪图如图4所示。

  根脉冲能量法(Root ImPulse Energy,简称RIE)平淡利用TDR仪器离别得回参考损耗线与测试传输线的TDR波形,然后对TDR波形实行信号管理。RIE测试流程如图5所示:

  短脉冲撒播法(Short Pulse Propagation,简称SPP)测试道理为欺骗衡量两条差别长度的传输线 mm,通过衡量这两个传输线线长之间的分别来提取参数衰减系数 和相位常数 ,如图6所示。利用这种举措能够将连结器、线缆、探针和示波器精度的影响降到最小。若利用高机能的TDR仪器和IFN(Impulse Forming Network),测试频率可高达40 GHz.

  单端TDR差分插入损耗法(Single-Ended TDRto Differential Insertion Loss,简称SET2DIL)有别于采用4端口VNA的差分插损测试,该举措利用两头口TDR仪器,将TDR阶跃反映发射就任分传输线上,差分传输线DIL法衡量模范的衡量频率边界为2 GHz ~ 12 GHz,衡量切实度重要受测试电缆的时延不相仿和被测件阻抗不行婚的影响。SET2DIL法上风正在于无需利用腾贵的4端口VNA及其校准件,被测件的传输线的长度仅为VNA举措的一半,校准件布局简易,校准耗时也大幅度低落,异常适适用于PCB创设的批量测试,如图8所示。

  采用介电常数3.8、介质损耗0.008、RTF铜箔的CCL离别创制SET2DIL测试板、SPP测试板和Multi-Line TRL测试板;测试筑造为DSA8300采样示波器和E5071C矢量收集明白仪;各举措差分插入损耗测试结果如外2所示。

  本文重要先容了目前业界利用的几种PCB传输线信号损耗衡量举措。因为采用的测试举措差别,测得插入损耗值也不相通,测试结果不行直接做横向比照,所以应遵循各样时间举措的上风和限度,而且贯串自己的需求采选适合的信号损耗测试时间。

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