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印制电路板(PCB)信号完整性是近年来热议的一个话题,国内已有很多的研究报道对PCB信号完整性的影响因素进行分析,但对信号损耗的测试技术的现状介绍较为少见。
PCB传输线信号损耗来源为材料的导体损耗和介质损耗,同时也受到铜箔电阻、铜箔粗糙度、辐射损耗、阻抗不匹配、串扰等因素影响。在供应链上,覆铜板(CCL)厂家与PCB快件厂的验收指标采用介电常数和介质损耗;而PCB快件厂与终端之间的指标通常采用阻抗和插入损耗。
针对高速PCB设计和使用,如何快速、有效地测量PCB传输线信号损耗,对于PCB设计参数的设定和仿真调试和生产过程的控制具有重要意义。
2.1、 VNA测试
VNA(vector network analyzer,矢量网络分析仪)的信号源在测试时产生一个连续扫频的正弦波,以此激励被测物(DUT,device under test),之后测量DUT的反射信号和传输信号。VNA把被测物(无论是一条线、一个面或信号网络)当做二端口网络,由于其激励信号是扫频信号,在每一个频点均可测得到被测端口的频率相应,VNA通过分析这些激励信号和响应信号,计算出被测端口S参数,再通过这些参数得到我们需要的量化参数值。
对于一个测试频率范围为20GHz的VNA,可以测试被测物从0到20GHz中间任何频率点上的响应特性。
VNA中可观测到的端口特性
TRL校准理念在于将线路的两段各取一部分作为中间剩余部分线路量测的探针。
TRL校准图形
2.2、SET2DIL测试
Single end trace to drive differential loss, 利用单端线路测量差分损耗的方法。此测试简化量测,从而使传统的差分四端口测试变为简单的单端测试,并将此测试方法用于批量板的监控。
传统差分测试需要四个端口同时量测
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