Misure precise su segnali digitali ad alta velocità con l'analizzatore R&S®ZNB

Con il continuo aumento delle velocità di trasmissione dei dati, garantire l'integrità dei segnali nei componenti e nei circuiti digitali ad alta velocità diventa sempre più difficile. In particolare, a velocità dei dati più elevate, gli analizzatori di reti vettoriali (VNA) sostituiscono sempre di più le tradizionali soluzioni basate sulla riflettometria nel dominio del tempo (TDR) per effettuare i test sui componenti passivi quali connettori, cavi e circuiti stampati. Grazie alla sua maggiore precisione, velocità e robustezza elettrica, l'analizzatore di reti vettoriale offre molti vantaggi, rendendolo lo strumento preferito in questo campo.

ZNB20 setup to verify the high-speed differential signal lines on a PCB up to 20 GHz
R&S®ZNB20 setup to verify the high-speed differential signal lines on a PCB up to 20 GHz

Attività da eseguire

Quando si eseguono attività come la verifica di forme complesse di un segnale digitale ad alta velocità su un circuito stampato, le misure devono essere eseguite a determinati livelli senza essere influenzate dagli effetti introdotti da sonde, terminali delle sonde, vias, connessioni di ingresso e connessioni di uscita. Ciò richiede l'uso di accurati algoritmi di deembedding per calcolare ed eliminare questi effetti dalle misure, lasciando in evidenza solo il risultato per la propria area di interesse.

Soluzione di test

La configurazione illustrata qui sotto mostra un esempio di verifica di linee di segnale differenziale ad alta velocità su un PCB fino a 20 GHz. La configurazione di test è basata sull'analizzatore di reti vettoriale (VNA) a quattro porte R&S®ZNB20. I corrispondenti tool di deembedding (ad es. Delta-L, Delta-L+, PacketMicro Smart Fixture Deembedding (SFD) o AtaiTec In-Situ Deembedding (ISD)) possono essere eseguiti direttamente sull’analizzatore R&S®ZNB20, eliminando la necessità di utilizzare un PC esterno.

Oltre all’effettiva traccia del segnale da misurare, i test coupon del circuito stampato prova solitamente includono anche una traccia del segnale più breve per facilitare il deembedding. Le sonde PCB differenziali (ad es. di PacketMicro) vengono utilizzate per collegare l'analizzatore R&S®ZNB20 a queste tracce del segnale.

Test setup
Test setup
The steps of the test procedure
The steps of the test procedure
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Automatizzazione del processo

Per ottimizzare la procedura e guidare l'operatore attraverso i vari passaggi richiesti dai test, la sequenza di prova viene solitamente automatizzata via software. La schermata a sinistra mostra un esempio dei tre passaggi previsti in questa procedura di test:

  • Misura di una struttura 2×thru (breve) per deembedding, con risultati nella colonna sinistra
  • Misura della struttura totale (lunga), con risultati nella colonna centrale
  • Calcolo dell'area di interesse sulla base del metodo di deembedding selezionato, con risultati nella colonna di destra

Per la misura 2×thru (breve) e totale (lunga), viene visualizzata l'impedenza in funzione del tempo per entrambe le sonde sopra la perdita di inserzione. Ciò rende semplice riconoscere se una sonda deve essere regolata nuovamente.

Simultaneous display of eye diagrams and measurements in the frequency and time domain
Simultaneous display of eye diagrams and measurements in the frequency and time domain
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Diagramma a occhio

Per effettuare ulteriori indagini è possibile utilizzare l'opzione R&S®ZNB-K20 per analizzare il diagramma a occhio per l'area di interesse. Questa opzione consente, inoltre, di verificare gli effetti di enfasi, rumore, jitter ed equalizzazione nel diagramma a occhio. Fornisce, inoltre, un test con maschera con rilevamento RIUSCITO/FALLITO e risultati statistici.

Conclusione

L'analizzatore R&S®ZNB offre, in un'unica finestra, tutte le funzionalità necessarie per verificare il comportamento di strutture di segnale digitale ad alta velocità su PCB. Ulteriori strumenti di deembedding possono essere installati sullo strumento per rimuovere gli effetti di sonde, terminali delle sonde, vias, connessioni di ingresso e connessioni di uscita.

Informazioni per l'ordine
Designazione Quantità Tipo N. d'ordine
Analizzatore di reti vettoriale
Analizzatore di reti vettoriale, 4 porte, da 100 kHz a 20 GHz, connettori PC 3.5 1 R&S®ZNB20 1311.6010.64
Analisi nel dominio del tempo 1 R&S®ZNB-K2 1316.0156.02
Analisi nel dominio del tempo estesa 1 R&S®ZNB-K20 1326.8072.02
Unità di calibrazione o kit di calibrazione
Unità di calibrazione, da 10 MHz a 24 GHz, 4 porte, 3,5 mm (f) 1 R&S®ZV-Z52 1164.0521.30
Kit di calibrazione, 50 Ω, da 0 Hz a 24 GHz, 3,5 mm (m/f) 1 R&S®ZV-Z235 5011.6542.02

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