Teknik PCB - Bagaimana untuk menganalisis impedance dan kehilangan PCB

Penghalangan dan kehilangan PCB sangat penting untuk penghantaran isyarat kelajuan tinggi, dan juga kunci untuk jaminan kualiti kilang PCB. Untuk menganalisis saluran transmisi yang rumit, kita boleh mempelajari kesannya pada isyarat melalui tindak balas impuls saluran transmisi.

Reaksi impuls sirkuit boleh diterima dengan mengirim denyut yang sempit. Denyut sempit ideal seharusnya denyut sempit dengan lebar yang sempit dan amplitud yang sangat tinggi. Apabila denyutan sempit ini disebar sepanjang garis transmisi, denyutan akan dikembangkan. Bentuk denyut dikembangkan berkaitan dengan balasan baris. Secara matematik, kita boleh menggerakkan balas impuls saluran dengan isyarat input untuk mendapatkan bentuk gelombang isyarat selepas penghantaran melalui saluran. Balasan impuls juga boleh dicapai dari balasan langkah saluran. Oleh kerana perbezaan balas langkah adalah balas impuls, kedua-duanya sama.

Nampaknya kita telah menemukan cara untuk menyelesaikan masalah, tetapi dalam situasi yang sebenar, secara ideal denyut sempit atau isyarat langkah yang tak terbatas tidak wujud. Bukan sahaja ia sukar untuk dijana, tetapi akurasi tidak mudah untuk dikawal, jadi lebih dalam ujian sebenar. Tanah adalah untuk menggunakan gelombang sinus untuk menguji untuk mendapatkan balasan domain frekuensi, dan untuk mendapatkan balasan domain masa melalui perisian sistem ujian lapisan fizikal yang sepadan. Berbanding dengan isyarat lain, gelombang sinus lebih mudah untuk dijana, dan frekuensinya dan ketepatan amplitudnya lebih mudah untuk dikawal. Penganalisis rangkaian vektor (VNA) boleh mengukur dengan tepat karakteristik refleksi dan transmisi saluran transmisi ke frekuensi yang berbeza melalui sweep gelombang sinus dalam julat frekuensi sehingga puluhan GHz. Julat dinamik lebih dari 100dB, jadi kelajuan tinggi modern Bila menganalisis saluran trasmis, penganalisis rangkaian vektor terutamanya digunakan untuk pengukuran.

Karakteristik refleksi dan transmisi sistem di bawah ujian untuk gelombang sinus frekuensi berbeza boleh diekspresikan oleh parameter-S. Parameter-S menggambarkan ciri-ciri transmisi dan refleksi gelombang sinus frekuensi berbeza. Jika kita boleh mendapatkan ciri-ciri refleksi dan transmisi saluran transmisi untuk gelombang sinus frekuensi berbeza, secara teori kita boleh meramalkan kesan isyarat digital sebenar selepas melewati saluran transmisi ini, kerana isyarat digital sebenar boleh dianggap disebabkan oleh domain frekuensi. Ia terdiri dari gelombang sinus yang berbeza frekuensi.

Untuk garis penghantaran satu-akhir, ia mengandungi 4 S parameter: S11, S22, S21, S12. S11 dan S22 mencerminkan ciri-ciri refleksi gelombang sinus frekuensi berbeza dari port 1 dan port 2 berdasarkan, S21 mencerminkan ciri-ciri transmisi gelombang sinus frekuensi berbeza dari port 1 ke port 2, dan S12 mencerminkan dari port 2 ke port 1. Karakteristik penghantaran gelombang sinus frekuensi yang berbeza. Untuk garis penghantaran berbeza, kerana ada 4 port sama sekali, parameter S lebih rumit, dengan total 16 port. Dalam keadaan biasa, penganalisis rangkaian vektor dengan 4 port atau lebih digunakan untuk mengukur garis penghantaran berbeza untuk mendapatkan parameter S.

Jika parameter 16 S bagi garis perbezaan yang diuji dicapai, banyak ciri-ciri penting bagi garis perbezaan telah dicapai. Contohnya, parameter SDD21 mencerminkan karakteristik kehilangan penyisipan garis perbezaan, dan parameter SDD11 mencerminkan karakteristik kehilangan kembalinya.

Kita boleh mendapatkan lebih banyak maklumat dengan melakukan pengubahan FFT terbalik pada parameter S ini. Contohnya, bentuk gelombang refleksi domain masa (TDR: Refleksi domain masa) diperoleh dengan mengubah parameter SDD11. Bentuk gelombang refleksi domain masa boleh refleksi perubahan impedance garis trasmis diukur. Kita juga boleh melakukan pengubahan FFT terbalik pada hasil SDD21 garis penghantaran untuk mendapatkan balas impuls, dengan itu meramalkan bentuk gelombang atau diagram mata isyarat digital dengan kadar data yang berbeza selepas melewati sepasang garis perbezaan. Ini adalah maklumat yang sangat berguna untuk jurutera desain digital.

Ia boleh dilihat bahawa penganalisis rangkaian vektor (VNA) digunakan untuk mengukur saluran transmisi isyarat digital. Di satu sisi, ia menggambar kaedah analisis frekuensi radio dan gelombang mikro, dan boleh mendapatkan karakteristik saluran transmisi yang sangat tepat dalam julat frekuensi puluh GHz; dari sisi lain, dari satu sisi, dengan melakukan beberapa perubahan domain masa sederhana pada hasil pengukuran, kita boleh menganalisis perubahan impedance pada saluran, kesan pada transmisi isyarat sebenar, dll., untuk membantu jurutera digital di tahap awal untuk menentukan pesawat belakang, kabel, kualiti konektor, papan sirkuit PCB, dll. Tanpa perlu menunggu isyarat terakhir untuk mempunyai masalah sebelum terburu-buru untuk menanganinya.