PCB技術 - PCBボード差動配線のインピーダンス制御技術

二つの比較 PCBボード差動TDR試験方法

方法1：真の不良テスト方法

ステップ信号Aおよびステップ信号Bは、互いに反対方向、等しい振幅を有し、同時に発行される一対の差動ステップ信号である。

差動tdrデバイス上の差動ステップ信号を見るだけでなく，実時間オシロスコープを用いてステップ信号対を観測すると，これは実差動信号であることを確認できる。DUT（注入中のデバイス）に注入されるTDRステップパルスは差動信号であるので、TDR装置は直接差動線の特性インピーダンスを測定することができる。

真の差動TDR試験のための差動ステップ信号を用いることにより、ユーザにとって最大の利点は、仮想接地が達成できることである。

差動ラインと差動信号とがバランスしているので、差動信号と接地プレーンの中心電圧点は同じ電位であるので、差動ステップ信号が差動TDR試験に使用されるとき、チャネルAとチャンネルBが一緒に保たれる限り、接地する必要はない。DUTを使用できます。

方法2 : " Super位置 "法(擬似差分)

ステップ信号Aとステップ信号Bは同時にヒットせず、方向は逆であるので、DUTに注入されるステップ信号は全く差動信号ではない。

この「擬似差動TDR」装置の画面には、通常、マニュアルソフトで調整されているので、ステップ信号が同時に、逆方向に放射される。しかし、これらの2つのステップパルスを観測するためにリアルタイムのオシロスコープを使用すると、図9に示すような波形を見ることができる。二つのステップパルス間のリアルタイムのタイミング関係を見ることができ、2 usの時間差がある。

すなわち、これら2つのステップ信号は差動信号ではない。このようなTDRステップパルスは、実際に高速差動信号伝送処理を実行しないので、振幅が等しいが方向が逆であるので、擬似差動信号と呼ばれる。

したがって、この方法はDUTの微分インピーダンスを直接測定することができず、ソフトウェア計算による微分インピーダンステストをシミュレートすることができる。TDR装置では、計算された2個の振幅が等しく、反対のステップパルスの極性が得られる。この差動TDR試験の限界は、差動信号間の相互作用が達成できず、かつ、仮想接地が達成されず、かつ、差動TDR試験を行うとき、チャネルA及びチャネルBのプローブは、独立した接地点を有する必要があることである。

しかし、PCBボード内の実際の差動ラインの近くでは、接続場所は通常見つからず、PCBボード内の実際の差動配線を測定することができない。PCBボード内の実際の配線の差動TDR測定を実現するのが困難である「擬似差動」TDR装置の問題を解決するために、一般的なPCB製造者は、PCBの周囲の接続位置を有する差動配線試験ストリップ回路基板を製造する。図10は典型的なPCBボードであり、上部はテスト「クーポン」であり、下部は回路基板内部の実線である。プローブ接続を容易にするために、試験点間の距離は、通常、100 mil（2.54 mm）まで非常に大きく、それは差動線間の距離を大きく上回る。

同時に、接続場所はテストポイントの隣にあり、間隔も100 milである。

二つ。「クーポン」テストの限界と相違

テスト“クーポン”とボード上の実際の配線の違い：線間隔と線幅は同じであるが、「クーポン」のテストポイント間隔は、100 mil（初期値）で固定されている。QFP、PLCC、BGAパッケージの外観で。

チップのリードピッチは、デュアルインラインICパッケージのピッチ（すなわち、“サンプル”テストポイントのピッチ）よりもはるかに小さい。2 .クーポンラインは理想的な直線であり、ボード内の実線は曲がって多様である。

PCBデザイナーとPCB基板生産人員は簡単に「クーポン」ラインを理想化できる, しかし、PCB上の実際の配線は様々な要因によって配線が不規則になる原因となる. 「クーポン」内の実線の位置と全体 PCBボード 違う. “クーポン”は、のエッジに位置しています PCBボード そして、通常、1980年代にメーカーによって取り除かれます PCBボード ファクトリー.

回路基板の実際の配線位置は変化し、一部は回路基板の縁近くにあり、いくつかは回路基板の中央に位置する。

第3のため、「クーポン」はPCBボード位置の実線と異なります。現在，pcbボードは多層配線で設計されており，生産において抑制される必要がある。PCBボードが押圧されると、基板上の異なる位置の圧力は同じであることができないので、異なる位置のPCB基板の誘電率はしばしば異なり、特性インピーダンスはもちろん異なっている。PCB上の「クーポン」のTDR試験は、PCBの実際の配線の真の特性インピーダンスを完全には反映できないことが分かる。PCBボード製造業者や高速回路設計者であるかどうかにかかわらず、製造者は、最も速い特性インピーダンス情報を得るために、実際の高速差動回路上のPCBボードのTDR試験を直接行うことを望んでいる。

実際のテストを妨げる主な理由は以下の通りです。

差動TDRプローブの接地点を見つけることは困難である,と高速PCB設計者は、高速差分を設計する際に、線路端（すなわちチップピン）付近に一定ピッチの接地点線路を設置しない。

差動TDR試験方法を議論するとき、真の微分TDR試験の利点は、TDRデバイスによって送られたステップ信号が差動信号である場合、仮想接地を達成することができ、すなわち、差動TDR検出器がテストされているPCBボードによって接地される必要がないことを知った。

テスタの手に調整可能な間隔を有する差動TDRプローブがある限り、試験を完了することができる。差動TDR試験の場合、18 GHzまでの帯域幅を有する差動TDRプローブである。

ボールペンの先端より小さいテストポイントをテストする場合でも、そのプローブ間隔を0.5 mmから4.5 mmの間で連続的に調整することができ、片手で容易に完成することができる。プローブは18 GHzまでの帯域幅を有するので、高いテスト分解能を得ることができ、図12は差動線「クーポン」をテストする結果である。赤い波形は「クーポン」の初期テスト結果であり、ライン上の小ストリップ（赤円で示す部分）が続いた後、テストを行い、白い波形のようなテスト結果を得る。ステッカーに起因する小さなインピーダンス不連続性も、高域差動TDRプローブによって明確に反映されることが分かる。真の差動TDRデバイスは、PCB差動機能インピーダンス試験用の高帯域差動プローブを有する。PCBボード上の接続位置を見つける必要はありません。プローブが適切な間隔に調整される限り、実際の差動配線はPCBボードに容易に検出することができる。