Tecnología de PCB - Tecnología de control de resistencia de la línea de distribución diferencial de PCB

Comparación de dos métodos de prueba TDR diferencial de placas de PCB

Método 1: método de prueba realmente malo

La señal de paso a y la señal de paso B son un par de señales de paso diferenciales emitidas en direcciones opuestas, amplitudes iguales y al mismo tiempo.

No solo vemos la señal de paso diferencial en el dispositivo TDR diferencial, sino que cuando observamos este par de señales de paso con un osciloscopio en tiempo real, podemos confirmar que esta es una verdadera señal diferencial. Debido a que el pulso escalonado TDR inyectado en el DUT (dispositivo medido) es una señal diferencial, el dispositivo TDR puede medir directamente la resistencia característica de la línea diferencial.

La mayor ventaja para los usuarios del uso de señales escalonadas diferenciales para pruebas reales de TDR diferencial es que se puede lograr una puesta a tierra virtual.

Debido a que la línea diferencial y la señal diferencial están equilibradas y el punto de tensión central y el plano de tierra de la señal diferencial son el mismo potencial eléctrico, cuando la señal diferencial se utiliza para la prueba TDR diferencial, el suelo no es necesario siempre que el Canal a y el canal B se mantengan juntos. Puedes usar dut.

Método 2: método de "superposición" (pseudo - diferencia)

La señal de paso a y la señal de paso B no golpean al mismo tiempo y la dirección no es opuesta, por lo que la señal de paso inyectada en el DUT no es una señal diferencial en absoluto.

En la pantalla de este dispositivo "pseudo - diferencial tdr", suele ajustarse a través de un software manual, por lo que las señales escalonadas que vemos se envían simultáneamente en la dirección opuesta. Pero si usamos un osciloscopio en tiempo real para observar estos dos impulsos escalonados, podemos ver la forma de onda mostrada en la figura 9. Podemos ver la relación temporal en tiempo real entre los dos pulsos de paso, con una diferencia de tiempo de 2us.

En otras palabras, estas dos señales escalonadas no son señales diferenciales. Este pulso escalonado TDR se llama señal pseudo - diferencial porque en realidad no realiza un proceso de transmisión de señal diferencial de alta velocidad, es decir, la amplitud es igual pero la dirección es opuesta.

Por lo tanto, este método no puede medir directamente la resistencia diferencial del dut, sino que solo puede calcular y simular la prueba de resistencia diferencial a través del software. En el dispositivo tdr, las dos amplitudes calculadas son iguales y se obtiene la polaridad del pulso escalonado opuesto. La limitación de esta prueba de TDR diferencial es que no se puede lograr la interacción simultánea entre las señales diferenciales, ni la puesta a tierra virtual, y cuando se realiza la prueba de TDR diferencial, las sondas de los canales a y B deben tener sus propios puntos de tierra independientes.

Sin embargo, la posición de conexión generalmente no está cerca de la línea diferencial real dentro de la placa de pcb, lo que hace que sea imposible medir la línea diferencial real dentro de la placa de pcb. Para resolver el problema de que los equipos TDR "pseudo - diferenciales" tienen dificultades para lograr la medición TDR diferencial del cableado real en el interior de la placa de circuito impreso, los fabricantes generales de PCB producen una placa de circuito de prueba de línea de distribución diferencial con posición de conexión alrededor de la placa de circuito impreso, llamada "cupón". La figura 10 es una placa de PCB típica, con una "probeta" de prueba en la parte superior y una línea sólida en el interior de la placa de circuito en la parte inferior. Para facilitar la conexión de la sonda, la distancia entre los puntos de prueba suele ser muy grande, hasta 100 mm (2,54 mm), lo que supera con creces la distancia entre las líneas diferenciales.

Al mismo tiempo, la posición de conexión está al lado del punto de prueba, y la distancia también es de 100 mm.

Dos Limitaciones y diferencias en la prueba de "cupón"

Diferencia entre la prueba de "probeta" y el cableado real en la placa: 1. Aunque la distancia entre líneas y el ancho de la línea son los mismos, la distancia entre los puntos de prueba de la "probeta" se fija en 100 mm (valor inicial de partida) (distancia entre los pines del IC de doble línea), que es diferente del final de la línea real en la placa (es decir, el pin del chip). Con la aparición de los envases qpm, plcc y bga,

La distancia entre los cables del chip es mucho menor que la distancia entre los encapsulamientos de circuitos integrados conectados en línea de doble fila (es decir, la distancia entre los puntos de prueba de "muestra"). 2. la línea "cupón" es una línea recta ideal, mientras que la línea sólida en la placa a menudo está doblada y diversificada.

Los diseñadores de PCB y los productores de PCB pueden idealizar fácilmente la línea de "cupón", pero el cableado real en los PCB puede causar cableado irregular debido a varios factores. 3. la ubicación de la línea real dentro del "cupón" es diferente de la ubicación de todo el tablero de pcb. El "cupón" se encuentra en el borde de la placa de PCB y suele ser retirado por el fabricante de la fábrica de placas de pcb.

La ubicación real del cableado en la placa de circuito varía, algunos cerca del borde de la placa de circuito y otros en el Centro de la placa de circuito.

Por tercera razón, el "cupón" es diferente de la línea real en la ubicación del tablero de pcb. En la actualidad, la placa de PCB adopta un diseño de cableado de varias capas, que debe suprimirse en la producción. Cuando se presiona la placa de pcb, la presión en diferentes posiciones de la placa no puede ser la misma, por lo que la constante dieléctrica de la placa de PCB en diferentes posiciones es a menudo diferente, y la resistencia característica es, por supuesto, diferente. Se puede ver que la prueba TDR de la "probeta" en el PCB no puede reflejar completamente la verdadera resistencia característica del cableado real en el pcb. Tanto los fabricantes de placas de PCB como los diseñadores de circuitos de alta velocidad quieren realizar pruebas TDR de placas de PCB directamente en circuitos diferenciales de alta velocidad reales para obtener la información de resistencia característica más precisa.

Las principales razones que obstaculizan las pruebas reales son las siguientes:

Es difícil encontrar el punto de tierra de la sonda TDR diferencial, y los diseñadores de PCB de alta velocidad no establecerán una línea de punto de tierra con una distancia fija cerca del final de la línea (es decir, el pin del chip) al diseñar el diferencial de alta velocidad.

Seis Las ventajas de la prueba de TDR diferencial true cuando discutimos el método de prueba de TDR diferencial, aprendimos que si la señal de paso enviada por el dispositivo TDR es una señal diferencial, se puede lograr una puesta a tierra virtual, es decir, el detector de TDR diferencial no necesita ser probado en la placa de circuito impreso.

La prueba se puede completar siempre que el probador tenga una sonda TDR diferencial con una distancia ajustable en la mano. La figura 11 muestra una sonda TDR diferencial con un ancho de banda de hasta 18 GHz en el caso de una prueba TDR diferencial.

Su espaciamiento de la sonda se puede ajustar continuamente entre 0,5 y 4,5 mm, incluso cuando se prueban puntos de prueba más pequeños que la punta del bolígrafo, se puede hacer fácilmente con una Mano. Debido a que el ancho de banda de la sonda es tan alto como 18 ghz, se puede obtener una alta resolución de prueba, y la figura 12 es el resultado de probar el "cupón" de la línea diferencial. La forma de onda roja es el resultado inicial de la prueba del "cupón", seguido de una pequeña barra en línea (la parte que se muestra en el círculo rojo) y luego se realiza la prueba para obtener el resultado de la prueba, como la forma de onda blanca. Se puede ver que la pequeña discontinuidad de resistencia causada por la pegatina también se refleja claramente por la sonda TDR diferencial de alto ancho de banda. El verdadero dispositivo TDR diferencial tiene una sonda diferencial de alto ancho de banda para la prueba de resistencia funcional diferencial de pcb. No es necesario encontrar la ubicación de la conexión en el tablero de pcb. Basta con ajustar la sonda a la distancia adecuada para detectar fácilmente la verdadera línea de distribución diferencial en el tablero de pcb.