R&S®ZNB를 이용한 고속 디지털 신호 라인에서의 정밀 측정

데이터 레이트가 지속적으로 향상됨에 따라 고속 디지털 설계와 사용되는 구성 요소의 신호 무결성 측면이 더욱 까다로워지고 있습니다. 특히 데이터 레이트가 높은 경우 VNA(Vector Network Analyzers, 벡터 네트워크 분석기)가 커넥터, 케이블, PCB 등의 패시브 구성 요소에 대한 기존 TDR(Time Domain Reflectometry, 시간 도메인 반사 측정법) 셋업을 대체하는 사례가 증가하고 있습니다. 사용자가 VNA의 높은 정확성, 속도, ESD 견고성을 활용할 수 있으므로 이 분야에서 가장 적절한 기기라고 볼 수 있습니다.

귀하의 업무

최고 20GHz의 PCB에서 고속 차동 신호 라인을 검증하기 위한 R&S®ZNB20 셋업

PCB에서 디지털 고속 신호 구조를 검증하는 등의 작업을 수핼 때에는 프로브, 프로브 패드, 바이어스, 리드-입력, 리드-출력의 영향 없이 특정 계층에서 측정을 수행해야 합니다. 이 경우 측정값에서 이러한 효과를 계산 및 제거하는 정확한 deembedding 알고리즘을 사용하여 해당 영역의 결과만 남겨야 합니다.

테스트 솔루션

아래 셋업은 최고 20GHz의 PCB에서 고속 차동 신호 라인을 검증하는 예입니다. 테스트 설정의 기본은 R&S®ZNB20 4포트 VNA입니다. Delta-L, EMStar Delta-L+, EMStar SFD(Smart Fixture Deembedding), AtaiTec ISD(In-Situ Deembedding) 등의 해당 deembedding 툴을 R&S®ZNB20에서 직접 실행할 수 있어 외부 PC가 필요하지 않습니다.

측정해야 할 실제 신호 Trace 이외에, PCB 테스트 쿠폰에는 일반적으로 이러한 deembedding을 도와주는 짧은 신호 Trace가 포함되어 있습니다. R&S®ZNB20을 이러한 신호 Trace에 연결하는 데 차동 PCB 프로브(예: PacketMicro)를 사용합니다.

테스트 설정

프로세스 자동화

테스트 절차 단계

이 절차를 간소화하고 운영자에게 테스트 단계를 안내하기 위해 일반적으로 소프트웨어를 통해 테스트를 자동화합니다. 왼쪽 스크린샷에 이 테스트 절차의 세 단계가 나와 있습니다.

  • Deembedding을 위한 2×thru(short) 구조 측정, 결과가 왼쪽 열에 표시됨
  • 전체(long) 구조 측정, 결과가 가운데 열에 표시됨
  • 선택한 deembedding 방법에 기반한 해당 영역 계산, 결과가 오른쪽 열에 표시됨

2×thru(short) 및 전체(long) 계측에서 두 프로브의 임피던스 대 시간이 삽입 손실 위에 표시되어 있습니다. 여기서 프로브를 재조정해야 하는지 여부를 쉽고 빠르게 식별할 수 있습니다.

아이 다이어그램

주파수 및 시간 도메인에서 아이 다이어그램 및 측정 동시 표시

자세한 조사가 필요할 경우 R&S®ZNB-K20 옵션을 사용하여 해당 영역의 아이 다이어그램을 분석할 수 있습니다. 이 옵션에서는 아이 다이어그램의 엠파시스, 노이즈, 지터, 이퀄라이제이션을 검증할 수도 있습니다. 또한 PASS/FAIL 탐지 및 통계 결과로 마스크 테스트를 제공합니다.

결론

R&S®ZNB는 PCB의 디지털 고속 신호 구조를 테스트하는 데 필요한 모든 기능을 하나의 박스로 제공합니다. 기기에 추가 deembedding 툴을 설치하여 프로브, 프로브 패드, 바이어스, 리드-입력, 리드-출력의 효과를 제거할 수 있습니다.

Ordering information      
Designation Quantity Type Order No.
벡터 네트워크 분석기      
벡터 네트워크 분석기, 4포트, 100kHz ~ 20GHz, PC 3.5 커넥터 1 R&S®ZNB20 1311.6010.64
시간 도메인 분석 1 R&S®ZNB-K2 1316.0156.02
확장 시간 도메인 분석 1 R&S®ZNB-K20 1326.8072.02
교정 유닛 또는 교정 키트      
교정 유닛, 10MHz ~ 24GHz, 4포트, 3.5mm (f) 1 R&S®ZV-Z52 1164.0521.30
교정 유닛, 50Ω, 0Hz ~ 24GHz, 3.5mm(m/f) 1 R&S®ZV-Z235 5011.6542.02
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