Des mesures précises sur des lignes de signaux numériques à haut débit grâce au R&S®ZNB

Avec des débits de données en hausse constante, les aspects liés à l'intégrité des signaux dans les conceptions numériques à haut débit, ainsi que les composants utilisés, constituent des défis de plus en plus complexes. Et plus spécifiquement, à ces débits de données supérieurs, les analyseurs de réseaux vectoriels (VNA, Vector Network Analyzers) remplacent de plus en plus les classiques montages de mesure de réflectométrie dans le domaine temporel (TDR, Time Domain Reflectometry) ; montages dédiés au test de composants passifs tels que connecteurs, câbles ou cartes imprimées. Les utilisateurs bénéficient de la précision, de la vitesse et de la robustesse DES accrues propres au VNA. Ce dernier devient alors l'instrument de choix dans ce domaine.

Votre tâche

Montage de mesure du R&S®ZNB20 pour vérifier les lignes de signaux différentiels à haut débit sur une carte imprimée jusqu'à 20 GHz.

Lors de tâches telles que la vérification des structures de signaux numériques à haut débit sur les cartes imprimées, les mesures doivent s'effecuter sur certaines couches, sans l'influence des effets que génèrent les sondes, contacteurs de sonde, trous de liaison, et broches d'entrée et de sortie. Cette exigence requiert l'utilisation d'algorithmes de soustraction mathématique ("de-embedding") précis pour calculer lesdits effets et les éliminer des mesures, afin de ne laisser que le résultat relatif à la zone d'intérêt.

Solution de test

Le montage de mesure ci-dessous constitue un exemple de vérification de lignes de signaux différentiels à haut débit sur une carte imprimée jusqu'à 20 GHz. Le montage de mesure repose sur l'analyseur de réseaux vectoriel à quatre ports R&S®ZNB20. Les outils de de-embedding correspondants – par exemple, Delta-L, EMStar Delta-L+, EMStar Smart Fixture Deembedding (SFD) ou AtaiTec In-Situ Deembedding (ISD) – peuvent s'exécuter directement sur le R&S®ZNB20, éliminant ainsi le recours à un PC externe.

Hormis la trace de signal réelle à mesurer, les témoins métalliques (test coupons) des cartes imprimées comptent aussi généralement une trace de signal plus courte en vue de faciliter le procédé de de-embedding. Des sondes différentielles destinées aux cartes imprimées (par exemple, celles de PacketMicro) permettent de connecter le R&S®ZNB20 à ces traces de signaux.

Montage de mesure

Automatisation du processus

Étapes de la procédure de test

Pour rationaliser cette procédure et guider l'opérateur au fil des étapes du test, ce dernier est généralement automatisé via un logiciel. La capture d'écran de gauche présente un exemple des trois étapes de cette procédure de test :

  • Mesure d'une structure (courte) à 2 connexions transversales pour de-embedding - Résultats dans la colonne de gauche
  • Mesure d'une structure (longue) complète - Résultats dans la colonne centrale
  • Calcul d'une zone d'intérêt reposant sur la méthode de de-embedding sélectionnée - Résultats dans la colonne de droite

Dans le cas des mesures de la structure à 2 connexions transversales (structure courte) et de la structure (longue) complète, le rapport impédance/temps des deux sondes s'affiche au-dessus de la perte d'insertion. Cette approche facilite et accélère l'identification d'une éventuelle sonde à réajuster.

Diagramme de l'œil

Affichage simultané des mesures et diagrammes de l'oeil dans les domaines fréquentiel et temporel

Pour des examens plus poussés, l'option R&S®ZNB-K20 permet d'analyser le diagramme de l'oeil de la zone d'intérêt. Cette option vous permet aussi de vérifier les effets de l'accentuation, du bruit, de la gigue et de l'égalisation au sein de ce diagramme. Elle fournit, en outre, un test de masque doté de résultats statistiques et d'une détection réussite/échec (PASS/FAIL).

Conclusion

Le R&S®ZNB apporte toute la fonctionnalité nécessaire pour tester des structures de signaux numériques à haut débit sur des cartes imprimées, et ce dans un boîtier unique. L'instrument permet d'installer des outils de soustraction mathématique, "de-embedding", afin d'éliminer les effets des sondes, contacts de sonde, trous de liaisons, et broches d'entrée et de sortie.

Référence de commande      
Désignation Quantité Type N° de référence
Analyseur de réseaux vectoriel      
Analyseur de réseaux vectoriel, 4 ports, 100 kHz à 20 GHz, connecteurs PC 3.5 1 R&S®ZNB20 1311.6010.64
Analyse dans le domaine temporel 1 R&S®ZNB-K2 1316.0156.02
Analyse étendue dans le domaine temporel 1 R&S®ZNB-K20 1326.8072.02
Unité ou kit d'étalonnage      
Unité d'étalonnage, 10 MHz à 24 GHz, 4 ports, 3,5 mm (f) 1 R&S®ZV-Z52 1164.0521.30
Kit d'étalonnage, 50 Ω, 0 Hz à 24 GHz, 3,5 mm (m/f) 1 R&S®ZV-Z235 5011.6542.02
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