Leiterplattentechnisch - Impedanzsteuerungstechnologie der Differenzverdrahtung von Leiterplatten

Vergleich von zwei Leiterplatte Differenzielle TDR-Prüfmethoden

Methode eins: true bad testing method

Schrittsignal A und Schrittsignal B sind ein Paar differenzieller Schrittsignale, die gegenläufige Richtungen, gleiche Amplituden haben und gleichzeitig ausgegeben werden.

Wir sehen nicht nur das differenzielle Schrittsignal auf dem differenziellen TDR-Gerät, sondern wenn wir das Paar Schrittsignale mit einem Echtzeit-Oszilloskop beobachten, können wir bestätigen, dass dies ein echtes Differenzsignal ist. Da der TDR-Schrittimpuls, der in das Prüfling eingespritzt wird, ein Differenzsignal ist, kann das TDR-Gerät die charakteristische Impedanz der Differenzlinie direkt messen.

Durch die Verwendung von differenziellen Schrittsignalen für echte differentielle TDR-Tests besteht der größte Vorteil für Anwender darin, dass eine virtuelle Erdung erreicht werden kann.

Da die Differenzlinie und das Differenzsignal ausgeglichen sind, sind der Mittelspannungspunkt des Differenzsignals und die Masseebene das gleiche Potenzial, so dass, wenn das Differenzschrittsignal für differenzielle TDR-Prüfung verwendet wird, keine Notwendigkeit besteht, zu erden, solange Kanal A und Kanal B zusammen gehalten werden. Du kannst DUT benutzen.

Methode 2: "SuperPosition"-Methode (Pseudo-Differenz)

Das Schrittsignal A und das Schrittsignal B werden nicht gleichzeitig getroffen, und die Richtungen sind nicht entgegengesetzt, so dass das Schrittsignal, das in den Prüfling injiziert wird, überhaupt kein Differenzsignal ist.

Auf dem Bildschirm dieses "pseudo-differentiellen TDR"-Geräts wird es normalerweise durch manuelle Software eingestellt, so dass das Schrittsignal, das wir sehen, zur gleichen Zeit und in die entgegengesetzte Richtung gesendet wird. Aber wenn wir ein Echtzeit-Oszilloskop verwenden, um diese zwei Schrittimpulse zu beobachten, können wir die Wellenform sehen, wie in Abbildung 9 gezeigt.

Mit underen Worten, diese beiden Schrittsignale sind keine Differenzsignale. Ein solcher TDR-Schrittimpuls wird ein Pseudo-Differentialsignal genannt, weil er nicht tatsächlich einen Hochgeschwindigkeits-differenziellen Signalübertragungsprozess implementiert, das heißt, die Amplitude ist gleich, aber die Richtung ist entgegengesetzt.

Daher kann diese Methode die Differenzimpedanz des Prüflings nicht direkt messen und kann den Differenzimpedanztest nur durch Softwareberechnung simulieren. Auf dem TDR-Gerät sind die berechneten 2-Amplituden gleich, und die Polarität des gegenüberliegenden Schrittimpulses wird erhalten. Die Einschränkung dieses differenziellen TDR-Tests besteht darin, dass die gleichzeitige Interaktion zwischen Differenzsignalen nicht erreicht werden kann und eine virtuelle Erdung nicht erreicht werden kann, und wenn eine differenzielle TDR-Prüfung durchgeführt wird, müssen die Sonden von Kanal A und Kanal B ihre eigenen unabhängigen Erdungspunkte haben.

Der Verbindungsort befindet sich jedoch normalerweise nicht in der Nähe der tatsächlichen Differenzleitung innerhalb der Leiterplatte, was es unmöglich macht, die tatsächliche Differenzverdrahtung innerhalb der Leiterplatte zu messen. Um das Problem der "pseudo-differentiellen" TDR-Ausrüstung zu lösen, die schwierig ist, die differenzielle TDR-Messung der tatsächlichen Verdrahtung innerhalb der Leiterplatte zu realisieren, wird der allgemeine Leiterplattenhersteller eine Differenzverdrahtungsteststreifen-Leiterplatte mit der Verbindungsposition um die Leiterplatte herstellen, die als "Coupon" bezeichnet wird. Abbildung 10 ist eine typische Leiterplatte, der obere Teil ist der Test "Coupon", und der untere Teil ist die feste Linie innerhalb der Leiterplatte. Um die Sondenverbindung zu erleichtern, ist der Abstand zwischen Prüfpunkten im Allgemeinen sehr groß, bis zu 100mil (2.54mm), der den Abstand zwischen Differenzlinien erheblich übersteigt.

Gleichzeitig befindet sich der Verbindungsort neben dem Testpunkt, und der Abstand ist auch 100mil.

zwei. Einschränkungen und Unterschiede des "Coupon"-Tests

Der Unterschied zwischen dem Test "Coupon" und der tatsächlichen Verdrahtung auf der Platine: 1. Obwohl der Zeilenabstand und die Linienbreite gleich sind, ist der Testpunktabstand des "Coupons" auf 100mil (der Anfangswert) der Pin-Abstand des zweireihigen Inline-IC) festgelegt, der sich vom Ende der durchgehenden Linie (dh Chippin) in der Platine unterscheidet. Mit dem Auftreten von QFP-, PLCC- und BGA-Paketen,

Die Lead Pitch des Chips ist viel kleiner als die Pitch des dualen Inline IC-Pakets (das heißt die Pitch der "Probe"-Testpunkte). 2. Die "Coupon"-Linie ist eine ideale gerade Linie, während die durchgehende Linie im Brett oft gekrümmt und vielfältig ist.

Leiterplattendesigner und Leiterplattenproduktion Personal kann die "Coupon"-Linie leicht idealisieren, Aber die tatsächliche Verdrahtung auf der Leiterplatte verursacht, dass die Verdrahtung aufgrund verschiedener Faktoren unregelmäßig ist. 3. Die Position der durchgehenden Linie innerhalb des "Coupons" und der gesamten Leiterplatte ist anders. Der "Coupon" befindet sich am Rand des Leiterplatte und wird in der Regel vom Hersteller in der Leiterplatte Fabrik.

Die tatsächlichen Verdrahtungspositionen in der Leiterplatte variieren, einige befinden sich in der Nähe der Leiterplatte und einige befinden sich in der Mitte der Leiterplatte.

Aufgrund des dritten unterscheidet sich der "Coupon" von der durchgehenden Linie auf der Leiterplattenposition. Derzeit sind Leiterplatten mit mehrschichtiger Verdrahtung ausgelegt, die in der Produktion unterdrückt werden muss. Wenn die Leiterplatte gedrückt wird, kann der Druck an verschiedenen Positionen auf der Leiterplatte nicht gleich sein, so dass die Dielektrizitätskonstante der Leiterplatte an verschiedenen Positionen oft unterschiedlich ist, und die charakteristische Impedanz ist natürlich auch unterschiedlich. Es kann gesehen werden, dass der TDR-Test des "Coupons" auf der Leiterplatte die wahre charakteristische Impedanz der tatsächlichen Verdrahtung in der Leiterplatte nicht vollständig widerspiegeln kann. Ob es sich um einen Leiterplattenhersteller oder einen Hochgeschwindigkeits-Schaltungsdesigner handelt, der Hersteller hofft, den TDR-Test der Leiterplatte direkt auf der echten Hochgeschwindigkeits-Differenzschaltung durchzuführen, um die genauesten Kennimpedanzinformationen zu erhalten.

Die Hauptgründe für eine tatsächliche Prüfung sind folgende:

Es ist schwierig, den Erdungspunkt einer differentiellen TDR-Sonde zu finden, and Hochgeschwindigkeits-PCB designers will not set a fixed-pitch ground point line near the end of the line (ie chip pin) when designing high-speed differential.

sechs. Vorteile des TRUE Differential TDR-Tests Wenn wir die Differential TDR-Testmethode diskutieren, haben wir gelernt, dass, wenn das Schrittsignal, das von der TDR-Vorrichtung gesendet wird, ein Differenzsignal ist, virtuelle Erdung erreicht werden kann, das heißt, der Differential TDR-Detektor muss nicht durch die getestete Leiterplatte geerdet werden.

Solange sich in der Hand des Testers eine differenzielle TDR-Sonde mit einstellbarem Abstand befindet, kann der Test abgeschlossen werden. Abbildung 11 ist eine differentielle TDR-Sonde mit einer Bandbreite von bis zu 18 GHz im Fall von differentiellen TDR-Tests.

Sein Tastabstand kann stufenlos zwischen 0,5mm und 4,5mm eingestellt werden, selbst wenn ein Prüfpunkt kleiner als die Spitze eines Kugelschreibers getestet wird, kann er leicht mit einer Hand abgeschlossen werden. Da die Sonde eine Bandbreite von bis zu 18 GHz hat, kann eine hohe Testauflösung erhalten werden, und Abbildung 12 ist das Ergebnis der Prüfung der Differenzlinie "Coupon". Die rote Wellenform ist das erste Testergebnis des "Coupons", gefolgt von dem kleinen Streifen auf der Linie (der Teil, der im roten Kreis gezeigt wird), und dann wird der Test durchgeführt, um das Testergebnis, wie die weiße Wellenform zu erhalten. Es ist zu erkennen, dass sich die durch den Aufkleber verursachte geringe Impedanzkonstinuität auch deutlich an der TDR-Sonde mit hoher Bandbreite widerspiegelt. Das echte differentielle TDR-Gerät verfügt über eine Differenzialsonde mit hoher Bandbreite für PCB-differentielle Funktionsimpedanztests. Es ist nicht notwendig, die Anschlussposition auf der Leiterplatte zu finden. Solange die Sonde auf den entsprechenden Abstand eingestellt ist, kann die wirkliche Differenzverdrahtung leicht in der Leiterplatte erkannt werden.