Mesures précises sur les lignes de signaux numériques à haut débit avec le 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 précisément à des débits de données supérieurs, les analyseurs de réseaux vectoriels (VNA) remplacent de plus en plus les dispositifs classiques de mesure de réflectométrie dans le domaine temporel (TDR) dédiés aux tests des composants passifs tels que les connecteurs, les câbles et les circuits imprimés. Les utilisateurs bénéficient d'une précision, d'une vitesse et d'une robustesse accrues de l'analyseur de réseaux vectoriels, faisant de celui-ci un instrument de choix dans ce domaine.

Configuration ZNB20 pour vérifier les lignes du signal différentiel haut débit sur une PCB jusqu'à 20 GHz
Configuration du R&S®ZNB20 pour vérifier les lignes de signaux différentiels à haut débit sur un circuit imprimé jusqu'à 20 GHz

Votre tâche

Lors de la réalisation de tâches telles que la vérification des structures de signaux numériques à haut débit sur des circuits imprimés, les mesures doivent s’effectuer sur certaines couches, sans l'influence des effets que génèrent les sondes, les contacteurs de sonde, les trous de liaison, les broches d'entrée et de sortie. Cela nécessite l'utilisation d'algorithmes de soustraction mathématique ("de-embedding") précis pour calculer et éliminer ces effets lors des mesures, afin de ne conserver que le résultat relatif à la zone d'intérêt.

Solution de test

Le montage de mesure illustré ci-dessous constitue un exemple de vérification de lignes de signaux différentiels à haut débit, sur un circuit imprimé jusqu'à 20 GHz. Le montage de mesure repose sur l'analyseur de réseaux vectoriels à quatre ports R&S®ZNB20. Les outils de de-embedding correspondants (par exemple Delta-L, Delta-L+, PacketMicro Smart Fixture Deembedding (SFD) ou taiTec In-Situ Deembedding (ISD)) peuvent être exécutés directement sur le R&S®ZNB20, éliminant ainsi le fait d'avoir recours à un PC externe.

Hormis la trace de signal réelle à mesurer, les témoins métalliques (test coupons) des cartes imprimées incluent aussi généralement une trace de signal plus courte, afin de faciliter le procédé de de-embedding. Des sondes différentielles PCB (par exemple de PacketMicro) sont utilisées pour connecter le R&S®ZNB20à ces traces de signal.

Banc de mesure
Banc de mesure
Étapes de la procédure de test
Étapes de la procédure de test
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Automatisation du processus

Pour rationaliser cette procédure et guider l'opérateur à travers les différentes étapes du test, ce dernier est généralement automatisé à l'aide d'un logiciel. La capture d'écran de gauche illustre un exemple relatif aux trois étapes de cette procédure de test :

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

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

Affichage simultané des mesures et diagrammes de l’œil dans les domaines fréquentiel et temporel
Affichage simultané des mesures et diagrammes de l’œil dans les domaines fréquentiel et temporel
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Diagramme de l'œil

Pour d'autres investigations, l'option R&S®ZNB-K20peut être utilisée pour analyser le diagramme de l’œil pour 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 bon / mauvais (PASS / FAIL).

Conclusion

Le R&S®ZNBpropose toutes les fonctionnalités nécessaires pour tester les structures de signaux numériques haut débit sur des PCB dans un seul boîtier. Des outils de soustraction mathématique "de-embedding" peuvent être installés sur l'instrument, afin d'éliminer les effets des sondes, des contacts de sonde, des trous de liaisons, des broches d'entrée et de sortie.

Références de commande
DésignationQuantitéTypeRéférence de commande
Analyseur de réseaux vectoriels
Analyseur de réseaux vectoriels, 4 ports, 100 kHzà 20 GHz, Connecteurs PC 3,5 1 R&S®ZNB20 1311.6010.64
Analyses dans le domaine temporel 1 R&S®ZNB-K2 1316.0156.02
Analyse avancées dans le domaine temporel 1 R&S®ZNB-K20 1326.8072.02
Unité de calibration ou kit de calibration
Unité de calibration, 10 MHzà 24 GHz, 4 ports, 3,5 mm (f) 1 R&S®ZV-Z52 1164.0521.30
Kit de calibration, 50 Ω, 0 Hzà 24 GHz, 3,5 mm (m/f) 1 R&S®ZV-Z235 5011.6542.02

Votre tâche

Lors de la réalisation de tâches telles que la vérification des structures de signaux numériques à haut débit sur des circuits imprimés, les mesures doivent s’effectuer sur certaines couches, sans l'influence des effets que génèrent les sondes, les contacteurs de sonde, les trous de liaison, les broches d'entrée et de sortie. Cela nécessite l'utilisation d'algorithmes de soustraction mathématique ("de-embedding") précis pour calculer et éliminer ces effets lors des mesures, afin de ne conserver que le résultat relatif à la zone d'intérêt.

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