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必发(中国)官方网站|爱香瞬|【仪测高下】PCB插损和阻抗测试方案
发布时间:2025-06-02 15:36:11| 文章来源:bifa·必发(唯一)中国官方网站科技
随着AI技术的快速兴起ღ★✿✿,服务器及计算设备对数据总线的吞吐量需求呈现指数级增长ღ★✿✿,以PCIe标准为例ღ★✿✿,为适应AI算力需求ღ★✿✿,其协议已升级至PCIe 5.0/6.0ღ★✿✿,信号频率突破32GT/s并向64GT/s迈进ღ★✿✿,通道配置从x1扩展至x32必发(中国)官方网站ღ★✿✿,通过倍增频率和通道数量实现大带宽传输必发(中国)官方网站ღ★✿✿,然而爱香瞬ღ★✿✿,更高的信号频率导致插入损耗呈指数级上升ღ★✿✿,引起信号幅度降低和失真ღ★✿✿,同时ღ★✿✿,PCB走线中的阻抗不连续性会引发信号反射和时序抖动ღ★✿✿,它们共同造成信号完整性的问题ღ★✿✿。
为应对这些挑战ღ★✿✿, PCIe阻抗测试需严格控制100Ω±10%的差分阻抗(PCB走线)ღ★✿✿,并通过预加重爱香瞬ღ★✿✿、均衡技术补偿损耗ღ★✿✿,插入损耗达-12dB@9GHz时ღ★✿✿,需+6dB的均衡增益才能恢复有效信号ღ★✿✿。此外ღ★✿✿,PCIe 5.0要求使用超低损耗(Df≤0.002)覆铜板ღ★✿✿,并增加板层数以优化布线ღ★✿✿,但这也使阻抗控制成为核心难点爱香瞬ღ★✿✿。因此ღ★✿✿,从设计仿真到量产测试ღ★✿✿,阻抗一致性和损耗补偿能力已成为保障PCIe高带宽稳定传输的关键技术ღ★✿✿,准确ღ★✿✿、高效且便捷地测试插入损耗和阻抗成为市场的紧迫需求ღ★✿✿。
指信号通过PCB传输线时因导体损耗ღ★✿✿、介质损耗等因素导致的功率衰减ღ★✿✿,通常以分贝(dB)表示ღ★✿✿。例如ღ★✿✿,PCIe 5.0要求每英寸插损不超过0.6 ღ★✿✿。
特征阻抗由传输线的几何结构和材料特性决定ღ★✿✿,通常推荐值为50Ω或100Ω(差分)ღ★✿✿。阻抗突变会引发信号反射ღ★✿✿,导致回波损耗(Return Loss)恶化ღ★✿✿,影响信号完整性ღ★✿✿。
矢量网络分析仪(VNA)是测量插入损耗最便捷的仪表ღ★✿✿,它的每个端口内部包含有信号源和接收机ღ★✿✿,我们可以通过端口1的信号源发出信号给被测件必发(中国)官方网站ღ★✿✿,再由端口2的接收机测量经由被测件处理后的输出信号必发(中国)官方网站ღ★✿✿,矢网可以直接比较和显示输出信号和输入信号的差异ღ★✿✿,即为直接测量S21参数(正向传输系数)ღ★✿✿,从而直观的反映信号从输入到输出的损耗ღ★✿✿。
单位长度的插入损耗是PCB设计和信号完整性分析中一个非常重要的指标ღ★✿✿。它不仅可以帮助我们评估传输线的性能ღ★✿✿,还可以为电路设计提供更准确的数据支持ღ★✿✿,从而提高产品的可靠性和性能
单位长度插入损耗直观上可以用直接除法ღ★✿✿,即插入损耗除以被测件长度ღ★✿✿,然而ღ★✿✿,如图4蓝色测试结果所示ღ★✿✿,高频下被测件阻抗不匹配导致的多重反射引发测试结果在不同频率之间存在波动ღ★✿✿,影响测试精度和稳定性ღ★✿✿。
Delta-L方法是Intel开发的必发(中国)官方网站ღ★✿✿,通过设计两条不同长度的传输线ღ★✿✿,测试它们的S参数后进行拟合运算和差值ღ★✿✿,从而得到单位长度的插入损耗ღ★✿✿。相比直接除法ღ★✿✿,Delta L在计算差值时自动抵消了夹具(如探针ღ★✿✿、焊盘和过孔)的影响ღ★✿✿,拟合算法移除了阻抗不匹配导致的多重反射ღ★✿✿,使得其尤其在高速ღ★✿✿、高频场景下显著提升了精度和稳定性ღ★✿✿,从而成为当前PCB量产测试的主流方法ღ★✿✿。
传统阻抗测试是基于示波器时域反射计(TDR)ღ★✿✿,信号发生器产生阶跃激励或者脉冲激励ღ★✿✿,示波器对入射信号和反射信号采样ღ★✿✿,计算出时域数据ღ★✿✿。
相比示波器受限于噪声ღ★✿✿,动态范围和带宽等ღ★✿✿,矢量网络分析仪因其更高的精度ღ★✿✿、测试速度以及ESD鲁棒性ღ★✿✿,随着工作频率升高ღ★✿✿,基于矢量网络分析仪的TDR阻抗测试仪成为主流ღ★✿✿;矢量网络分析仪同样采用TDR时域反射法ღ★✿✿,不同于传导的TDR阻抗分析仪以高压脉冲为激励信号ღ★✿✿,它是通过发射扫频连续波ღ★✿✿,再接收源信号与散射信号并进行比值ღ★✿✿,然后将测得的频域数据进行时域变换ღ★✿✿,得到时域阻抗结果ღ★✿✿。
罗德与施瓦茨(Rohde & Schwarz)作为全球测试测量领域的领导者爱香瞬ღ★✿✿,其矢量网络分析仪产线覆盖全面ღ★✿✿,满足从基础研发到高端应用的多样化需求ღ★✿✿。产品包括R&S®ZNAღ★✿✿、R&S®ZNBღ★✿✿、R&S®ZNBT 和 R&S®ZNL等多个系列ღ★✿✿,频率范围涵盖9kHz至110GHzღ★✿✿。
其中Delta L 设置中ღ★✿✿,可以完成矢网的基本设置如扫描带宽ღ★✿✿,步进等ღ★✿✿,除Delta L算法标准设定外ღ★✿✿,罗德矢网支持用户可以自定义测量方法ღ★✿✿,任意设定最高工作频率(最高受限于矢网自身最高工作频率)和定点的频率用于结果显示ღ★✿✿。
Delta L测量设置中内嵌校准ღ★✿✿,配属罗德自动校准件可以轻松快捷完成矢网自身误差和用于连接的线缆的误差校准ღ★✿✿,且除Delta L算法标准设定被测件长度外ღ★✿✿,罗德矢网支持用户灵活配置被测件长度ღ★✿✿。
罗德矢网TDR支持多种窗函数和时域精度增强算法必发(中国)官方网站ღ★✿✿,同时显示阻抗和频域的S参数信息爱香瞬ღ★✿✿,方便用户对比时频域信息和问题诊断ღ★✿✿。
罗德与施瓦茨矢量网络分析仪还可以搭配第三方测试软件进行自动化测试ღ★✿✿,软件可按照用户定义好的测试内容执行测试ღ★✿✿,比如信号完整性要求的测试项ღ★✿✿:插入损耗ღ★✿✿、回波损耗ღ★✿✿、远近端串扰ღ★✿✿、TDRღ★✿✿、Skewღ★✿✿、Delta-L等ღ★✿✿,用户一键式执行测试ღ★✿✿,最后生产完整测试报告ღ★✿✿,非常高效ღ★✿✿。
罗德与施瓦茨的ZNA/ZNB/ZNL系列配属有电子校准件ღ★✿✿,内置阻抗测试功能和Delta L 测量选件ღ★✿✿,以自动化爱香瞬ღ★✿✿、高精度重新定义了PCB插损与阻抗测试的标杆ღ★✿✿。面对未来6G通信与AI服务器的更高需求ღ★✿✿,该方案通过软硬件协同创新ღ★✿✿,为行业提供了从研发到量产的完整闭环工具ღ★✿✿。必发bifa88bifa必发集团bifaღ★✿✿,必发bifa官网bifa·必发(唯一)中国官方网站ღ★✿✿。
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