Medidas precisas en líneas de señal digital de alta velocidad con el R&S®ZNB

Con el constante aumento de las velocidades de transmisión, los aspectos que afectan a la integridad de la señal en los diseños digitales de alta velocidad y los componentes utilizados resultan cada vez más complejos. Especialmente cuando se trata de altas velocidades, los analizadores vectoriales de redes (VNA) están sustituyendo paulatinamente a las configuraciones tradicionales de reflectometría en el dominio temporal (TDR) para evaluar componentes pasivos como conectores, cables y tarjetas impresas. Los analizadores vectoriales de redes brindan al usuario una mayor precisión, velocidad y estabilidad frente a descargas electrostáticas, lo que los convierte en el instrumento por excelencia en este ámbito.

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

Su misión

Para tareas tales como la verificación de estructuras de señal digital de alta velocidad en tarjetas impresas es necesario realizar mediciones en determinadas capas sin el efecto de sondas, puntas de sonda, vías, conductores de entrada y de salida. Esto exige algoritmos precisos de desinclusión para calcular y eliminar estos efectos de la medición, de forma que solo se obtenga el resultado del área de interés.

Solución de prueba

La configuración representada más abajo muestra un ejemplo de verificación de líneas de señal diferencial de alta velocidad en una tarjeta impresa de hasta 20 GHz. La base de la configuración de prueba es el analizador vectorial de redes R&S®ZNB20 de cuatro puertos. Las herramientas de desinclusión correspondientes (p. ej. Delta-L, Delta-L+, PacketMicro Smart Fixture Deembedding [SFD] o taiTec In-Situ Deembedding [ISD]) se pueden ejecutar directamente en el R&S®ZNB20, lo que permite prescindir de un PC externo.

Aparte de la propia traza de señal que se va a medir, las probetas de tarjeta impresa suelen incluir también una traza de señal más corta para facilitar esta desinclusión. Las sondas de tarjeta impresa diferenciales (p. ej. de PacketMicro) se utilizan para conectar el R&S®ZNB20 a estas trazas de señal.

Test setup
Test setup
The steps of the test procedure
The steps of the test procedure
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Automatización de procesos

A fin de simplificar este proceso y guiar al operador por los pasos de la prueba se utiliza normalmente un software de automatización. La captura de pantalla de la izquierda muestra un ejemplo de los tres pasos de este procedimiento de prueba:

  • Medición de una estructura 2×conexión transversal (corta) para la desinclusión, con resultados en la columna izquierda
  • Medición de la estructura completa (larga), con resultados en la columna central
  • Cálculo del área de interés basado en el método de desinclusión seleccionado, con resultados en la columna derecha

Para la medición de 2×conexión transversal (corto) y completa (largo) se visualiza la impedancia con respecto al tiempo para ambas sondas por encima de la pérdida de inserción. Esto permite identificar fácil y rápidamente si es necesario volver a ajustar una sonda.

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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Diagrama de ojo

Para un estudio más detallado se puede utilizar la opción R&S®ZNB-K20 para analizar el diagrama de ojo del área de interés. Esta opción permite además verificar los efectos de énfasis, ruido, jitter y ecualización en el diagrama de ojo, y ofrece también una prueba de máscara con detección de pasa/no pasa y resultados estadísticos.

Conclusión

El R&S®ZNB ofrece una solución integral con todas las funciones necesarias para probar estructuras de señal digital de alta velocidad en tarjetas impresas. En el instrumento se pueden instalar herramientas adicionales de desinclusión para eliminar los efectos de sondas, puntas de sonda, vías, conductores de entrada y de salida.

Datos para pedidos
Producto Cantidad Denominación N.º de referencia
Analizador vectorial de redes
Analizador vectorial de redes, 4 puertos, de 100 kHz a 20 GHz, conectores de PC de 3,5 mm 1 R&S®ZNB20 1311.6010.64
Análisis en el dominio temporal 1 R&S®ZNB-K2 1316.0156.02
Análisis en el dominio temporal ampliado 1 R&S®ZNB-K20 1326.8072.02
Unidad o kit de calibración
Unidad de calibración, de 10 MHz a 24 GHz, 4 puertos, 3,5 mm (hembra) 1 R&S®ZV-Z52 1164.0521.30
Kit de calibración, 50 Ω, de 0 Hz a 24 GHz, 3,5 mm (macho/hembra) 1 R&S®ZV-Z235 5011.6542.02

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