Точные измерения в высокоскоростных цифровых сигнальных линиях с помощью анализатора цепей R&S®ZNB

В связи с постоянным повышением скоростей передачи данных задача сохранения целостности сигналов для высокоскоростных цифровых устройств и используемых компонентов становится все более сложной. В частности, на более высоких скоростях передачи данных векторные анализаторы цепей (ВАЦ) все больше заменяют традиционные рефлектометры, работающие во временной области (TDR), при испытаниях пассивных компонентов, таких как разъемы, кабели и печатные платы. Пользователи, выбравшие ВАЦ, получают преимущество за счет повышения точности, быстродействия и устойчивости ВАЦ к воздействию электростатических разрядов.

Установка ZNB20 для проверки высокоскоростных дифференциальных сигнальных линий на печатной плате на частотах до 20 ГГц
Установка R&S®ZNB20 для проверки высокоскоростных дифференциальных сигнальных линий на печатной плате на частотах до 20 ГГц

Измерительная задача

При решении таких задач, как проверка цифровых высокоскоростных структур передачи сигнала на печатных платах, измерения должны выполняться в определенных слоях без влияния пробников, контактных площадок пробников, межслойных переходов, вводов и выводов. Для этого требуются точные алгоритмы исключения цепей, чтобы рассчитывать и устранять эти влияния из результатов измерений. Должен оставаться только результат для интересующей области.

Решение для испытаний

В качестве примера ниже приведена установка для проверки высокоскоростных дифференциальных сигнальных линий на печатной плате на частотах до 20 ГГц. Установка основывается на четырехпортовом ВАЦ R&S®ZNB20. Соответствующие средства исключения цепей (например, Delta-L, Delta-L+, PacketMicro Smart Fixture Deembedding (SFD) и taiTec In-Situ Deembedding (ISD)) могут работать непосредственно на приборе R&S®ZNB20, благодаря чему устраняется необходимость во внешнем ПК.

Помимо фактической измеряемой сигнальной трассы тест-купоны печатной платы также обычно содержат трассу сигнала меньшей длины, чтобы упростить такое исключение. Для подключения прибора R&S R&S®ZNB20к этим сигнальным трассам используются дифференциальные пробники печатных плат (например, от PacketMicro).

Измерительная установка
Измерительная установка
Этапы процедуры испытаний
Этапы процедуры испытаний
Открытый Lightbox

Автоматизация процесса

Чтобы упростить эту процедуру и помочь оператору с выполнением отдельных этапов испытаний, используется автоматизация с использованием ПО. Слева на снимке экрана показан пример трех этапов этой процедуры испытаний:

  • Измерение исключаемой короткой структуры 2×thru (short), результаты в левом столбце
  • Измерение длинной структуры total (long), результаты в центральном столбце
  • Расчет для интересующей области на основе выбранного метода исключения цепи, результаты в правом столбце

Для измерений 2×thru (short) и total (long) зависимость импеданса от времени для обоих пробников отображается над вносимыми потерями. Таким образом можно просто и быстро определить, требуется ли повторная регулировка пробника.

Одновременное отображение глазковых диаграмм и результатов измерений в частотной и временной области
Одновременное отображение глазковых диаграмм и результатов измерений в частотной и временной области
Открытый Lightbox

Глазковая диаграмма

Для дальнейших исследований можно использовать опцию R&S R&S®ZNB-K20, чтобы анализировать глазковую диаграмму для интересующей области. Эта опция также позволяет проверить влияние предыскажений, шума, джиттера и выравнивания на глазковой диаграмме. Кроме того, обеспечивается проведение испытаний по маске с заключением «НОРМА/НАРУШЕНИЕ» и статистические результаты.

Заключение

Анализатор цепей R&S®ZNBобеспечивает все функции, необходимые для испытаний цифровых высокоскоростных структур передачи сигналов на печатных платах. В прибор можно устанавливать дополнительные инструменты для исключения цепей, чтобы устранять влияние пробников, контактных площадок пробников, межслойных переходов, вводов и выводов.

Информация для заказа
Наименование Количество Тип Код заказа
Векторный анализатор цепей
Векторный анализатор цепей, 4 порта, от 100 кГцдо 20 ГГц, Разъемы PC 3.5 1 R&S®ZNB20 1311.6010.64
Анализ во временной области 1 R&S®ZNB-K2 1316.0156.02
Расширенный анализ во временной области 1 R&S®ZNB-K20 1326.8072.02
Модуль или комплект для калибровки
Модуль калибровки, от 10 МГцдо 24 ГГц, 4 порта, 3,5 мм (вилка) 1 R&S®ZV-Z52 1164.0521.30
Комплект для калибровки, 50 Ом, от 0 Гцдо 24 ГГц, 3,5 мм (вилка/розетка) 1 R&S®ZV-Z235 5011.6542.02

Измерительная задача

При решении таких задач, как проверка цифровых высокоскоростных структур передачи сигнала на печатных платах, измерения должны выполняться в определенных слоях без влияния пробников, контактных площадок пробников, межслойных переходов, вводов и выводов. Для этого требуются точные алгоритмы исключения цепей, чтобы рассчитывать и устранять эти влияния из результатов измерений. Должен оставаться только результат для интересующей области.

Связанные решения