当前位置:首页 > 测试测量 > 测试测量
[导读] 云计算,智能手机和LTE服务使网络流量显著的增加。为了支持这些增加的流量,IT设备- 如那些用于数据中心的高端服务器 –的速度必须增加,这对信号完整性测试的工程师提出了挑战,因此需要更先进的

云计算,智能手机和LTE服务使网络流量显著的增加。为了支持这些增加的流量,IT设备- 如那些用于数据中心的高端服务器 –的速度必须增加,这对信号完整性测试的工程师提出了挑战,因此需要更先进的测试仪器,例如矢量网络分析仪(VNA),如下图1中所示。

图1: 毫米波矢网VectorStar Broadband ME7838A 系统 配合3743A 毫米波模块

成本/性能权衡
更高的数据传输速率引入新的设计挑战(如印刷电路板的导体趋肤效应和介电损耗),以及设计权衡相关的过孔,叠层,和连接器引脚。评估的背板材料的选择和各种结构的影响,需要在频域和时域进行精确的测量。精确的测量为成本/性能权衡决策提供了信心。其目的是通过眼图评估互连的影响。图2示出背板在眼图上的影响的一个例子。

图 2: 背板在眼图上的影响

有些问题是由于过孔,叠层和连接器引脚所引起的。然而,频域数据本身不足以定位特定问题的位置。此时有必要变换到时域数据。无源元件,以及子板之间的近场和远端点,必须测量电路板的频率域和时间域,以确保在每个测量点的传输特性满足标准。用最好的分辨率,来提高对不连续性,阻抗的变化,和串扰等问题的定位能力。此外,今天的许多结构是电大尺寸并对测量解决方案的无混叠的范围施加压力。
准确的模型有助于加快设计周期。然而,模型好坏仅取决于模型加载的参数,不准确的参数会最终导致仿真结果的不准确,潜在的衔接问题和不精确。反之,低频测试信息不准确导致的直流外推误差,也降低了模型的准确性,并与3维电磁仿真结果不一致。
在很多情况下可能无法直接连接到被测设备(DUT)。在这些情况下,去嵌入DUT周围的测试夹具就很有必要。有时需要与此相反的过程:对于某个器件,当周围环绕其他网络时,使用嵌入功能来评估器件的性能。然而,许多消极和本质的问题是由于不良的校准和去嵌入方法。此外,高的夹具损耗可能会影响去嵌入的准确性和可重复性。幸运的是,面对这些挑战,最新的矢量网络分析仪技术可以提供解决方案。

最大频率范围

高端和低端的频率范围限制了对背板或其它互连的S-参数表征,并影响数据质量和任何后续的建模,但原因不同。通常首先想到的是高端的频率范围,许多人对NRZ时钟频率3次或5次谐波进行测量。对于一个28 Gbps的数据传输速率,这意味着一个42 GHz或70 GHz截止频率的S-参数扫描。另一种对测量频率上限的考虑是基于因果性。当S-参数数据被转换成时域用于进一步仿真,因果性误差可能会出现。
对频域数据整理时,可以减少这些问题,有很多潜在的问题与对设备实际特性的曲解相关。要使仿真更安全,更准确,使用尽可能宽的频率范围– 直到最高频点的重复性和失真(例如,DUT开始有效地辐射,测量非常依赖周围环境)会影响测试结果。由于在更高层次的仿真中,正在研究更快和更复杂的瞬态响应,所以更宽频率范围数据的需求变得更强烈。

图 3: 当低频测试数据有错误时,眼图仿真的结果

低频端的频率扫描范围同样重要。当获得数据越接近直流, 越能提高模型精度。例如,考虑这样一种情况下,测得的S-参数的数据被送入一个软件的背板模型,来估计在眼图上的影响。图3示出在低频数据有一些错误时,眼图仿真的结果。在这个例子中,发现在较低的频率(10 MHz)上,传输测试的一个0.5 dB误差,能使一个眼睛85%张开的眼图完全封闭。由于中频段(10 GHz)的传输不确定性可能接近0.1dB,取决于设置和校准 - 在低频频率时,不确定度反而会更高- 眼图失真效应不能忽视。

图 4: 当低频测试数据很好并下延到70 kHz时,眼图仿真的结果

图 5: 使用示波器测试眼图的结果

图4显示的是当低频测量数据的质量比较好,并且低频向下延伸至70 kHz时眼图的仿真结果,这个仿真结果与图5中使用示波器测量的实际眼图很一致。
本质上非过渡部分的眼图是其低频频率的内在表现,计算低频S参数灵敏度数据是有意义的。因为低频率的插入损耗较小,一个大的固定dB的误差(这是VNA的不确定性往往表现)是特别有害的.

优化时域分辨率

矢量网络分析仪的时域分析的关键性能是定位故障位置。在一般情况下,更宽的频率扫描范围,可以得到更好的时间分辨率和空间分辨率。图6示出了时域分辨率在三个不同的频率跨度下的差异:40,50,和70 GHz。当使用低通时域模式时,分辨率最大化。低通模式,还允许分析背板上特性阻抗的变化,需要一个准谐波相关的设置,对应尽可能的最低开始频率。 一个 DC推算以提供相位参考,因此可以评估不连续的真正性质。因此,较低的低频频率扫描,可以更好的获得直流外推项。

图 6: 时域分辨率在三个不同的频率跨度下的差异:40,50,和70 GHz

结论

更高的数据传输速率需要精确的测量, 给性能/成本决策提供信心。测量工具必须帮助缩短设计时间,并在大规模生产中确保稳定的信号完整性。 VNA可以发挥关键作用,以帮助信号完整性工程师迎接增长的数据速率挑战,作出适当的成本/性能折衷,实现仿真和测量之间的一致性,并去除夹具的影响。当选择VNA时,要考虑一些特征,例如高频和低频的频率范围,时域的性能,以及先进的校准和去嵌入技术等。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

2023年10月12-14日,第60届中国高等教育博览会在青岛隆重举办。本届高博会以“职普融通•产教融合•科教融汇”为主题,同步开展展览展示、会议论坛、成果发布等活动,全面展示高新教育技术装备,持续赋能高等教育高质量发展...

关键字: 矢量网络分析仪 数字示波器

电子测量仪器将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对电子测量仪器的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。

关键字: 矢量网络分析仪 电子测量仪器 分析仪

在这篇文章中,小编将对电子测量仪器的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对电子测量仪器的了解程度,和小编一起来阅读以下内容吧。

关键字: 电子测量仪器 频谱分析仪 矢量网络分析仪

以下内容中,小编将对网络分析仪的相关内容进行着重介绍和阐述,希望本文能帮您增进对网络分析仪的了解,和小编一起来看看吧。

关键字: 矢量网络分析仪 网络分析仪 分析仪

矢量网络分析仪将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对矢量网络分析仪的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。

关键字: 矢量网络分析仪 网络分析仪 分析仪

罗德与施瓦茨为R&S ZNB矢量网络分析仪系列增加了新的型号和选项,以满足毫米波范围的应用需求,例如FR2频率的5G以及Ka频段的航空航天和国防应用。R&S的ZNB26提供高达26.5 GHz的网络分析,...

关键字: 罗德与施瓦茨 矢量网络分析仪 毫米波

2022年3月22日,鼎阳科技发布了国内第一款拥有2GHz带宽的8通道紧凑型示波器SDS6000L和测量频率高达26.5GHz的高端矢量网络分析仪SNA5000A。SDS6000L的发布填补了国产8通道示波器的空白;SN...

关键字: 鼎阳科技 示波器 矢量网络分析仪

摘 要:介绍了目前矢量网络分析仪广泛存在的误差,分析了各项误差的产生机理,针对可修正的系统误差列举了误差校 准的方法。详细地推导了针对平面电路的TRL校准方法的算法,制作了TRL校准件,用矢量网络分析仪测量了实际效果,实...

关键字: 矢量网络分析仪 系统误差 TRL校准 TRL算法

罗德与施瓦茨推出了四款新型R&S ZNL和R&S ZNLE矢量网络分析仪,可支持高达20 GHz的工作频率。R&S经济型矢量网络分析仪现在覆盖了研究5 GHz和6 GHz频段产品2/3次谐波所需的...

关键字: 罗德与施瓦茨 VNA产品 矢量网络分析仪

在下述的内容中,小编将会对泰克 TTR500 系列矢量网络分析仪的相关消息予以报道,如果矢量网络分析仪是您想要了解的焦点之一,不妨和小编共同阅读这篇文章哦。

关键字: 矢量网络分析仪 分析仪 泰克
关闭
关闭