PCB Teknik - Yüksek hızlı PCB bağlantı tasarımına dayanan test teknolojisinin açıklaması

PCBinterconnection tasarımı teknolojisi sınama, simülasyon ve çeşitli bağlantı standartları içeriyor. Aralarında sınama bir metod ve çeşitli simülasyon analizinin sonuçlarını doğrulamak için bir yol vardır. PCB bağlantısının tasarımı ve analizi sağlamak için harika test metodları ve metodları gerekli. Tradisyonel sinyal dalga formu testi için, en önemli endişe sondasının uzunluğu, Pigtail'in gereksiz sesi ifade etmesinden kaçırmasını sağlayacaktır. Bu makale genellikle bağlantı test teknolojisinin yeni uygulamasını ve geliştirmesini tartışıyor.

Son yıllarda, sinyal oranı artmaya devam ettiğinde test nesnesi önemli değişti. Artık geleneksel oscilloskop test dalga formuna sınırlı değil. Güç toprak sesi, sinhron değiştirme sesi (SSN), ve Jitter (Jitter) yavaşça PCB bağlantı tasarımı mühendislerinin fokusu oldu. RF alanında bazı araçlar PCB bağlantı tasarımına uygulandı. PCB arası bağlantı tasarımında genelde kullanılan test araçları spektrum analizcisi, ağ analizcisi, oscilloskop ve bu araçlar tarafından kullanılan çeşitli sonda ve fixtürler içeriyor. Daha yükselen sinyal hızına uyum sağlamak için bu test araçlarının kullanımı önemli değişikliklere uğradı. Bu makale bu test araçlarını aletler olarak kullanır ve genellikle PCB ilişkiler tasarımı ve teste teknolojisinin geliştirilmesini son yıllarda sonraki bölgelerden tanıtır.

1. Teste için kalibre metodu

2. Pasiv komponentlerin modelleme metodu

3. Güç integritet testi

4. Saat sinyal çökme test yöntemi

Maklen sonunda, gelecekte test teknolojisinin geliştirmesine kısa bir introduksi yeni sonlandırılmış DesignCon2005 konferansıyla birlikte verilecek.

Calibration method

Genelde kullanılan üç test araçları arasında, ağ analizicisinin kalibreleme metodu en sert, spektrumu analizicisi tarafından takip edilen ve oscilloskopun kalibreleme metodu en basittir. Bu yüzden genellikle buradaki ağ analizicisinin kalibreleme yöntemini tartışıyoruz. Ağ analizacıları, Thru, TRL ve SOLT için genelde kullanılan üç kalibre metodları var.

Üç yöntem var, Thru, TRL ve SOLT.

Thru'nun esensi normalizasyondur. Kalibraci sırasında ağ analizicisi fixture (S21_C) testi sonuçlarını kaydediyor. Aslında test sonuçları (S21_M) DUT (S21_A) sonuçlarını almak için doğrudan S21_C ile bölünüyor. Üç kalibresi test fixtürü ve uzaydaki elektromagnet bağlantısı tarafından uygulanmadığı yansıtmayı görmezden geler. Bu yüzden en düşük kalibre doğruluğu var. Bu kalibre metodu sadece S21 teste edildiğinde kullanılabilir ve test doğruluğu yüksek değil.

PCB gibi Koksil olmayan yapılarda bazen izler, vial ve bağlantıların özelliklerini test etmek gerekir. Bu durumda test enstrüman teminatçısı standart kalibre parçalarını sağlamıyor ve testlerin açık devre, kısa devre ve test kalibre limanında eşleştirilmiş yük gibi iyi kalibre parçalarını yapması zor. Bu yüzden, geleneksel SOLT kalibresi yapılamaz. TRL kalibrelemesini kullanmanın avantajı standart kalibreleme parçalarının ihtiyacı olmadığı ve test kalibreleme limanı gerekli pozisyona uzatılabilir. Şu anda, TRL kalibresi PCB yapısı testinde geniş olarak kullanıldı.

SOLT genelde standart kalibre yöntemi olarak kabul edilir. kalibre modelinde 12 kalibre hata parametroları var. Kısa devre, açık devre, yük ve geç kullanarak çeşitli hatalar kalibreliyor. Teste ekipmanları genelde sadece Koksiyal kalibre parçalarını sağlayan için SOLT kalibre metodları Koksiyal yapıları olmayan yapılarda kullanılamaz.

Yukarıdaki üç kalibre metodları hepsi sinyal akışı diagramları ile detaylardan analiz edilebilir. Her hata parametrü sinyal akışı diagram ında uyumlu bir parametr vardır. Sinyal akışı diagram ı aracılığıyla, farklı kalibre metodların hata hassasiyetini anlayabilirsiniz ve bu yüzden gerçek testin hata menzilini anlayabilirsiniz. Burada yükselmesi gereken nokta şu ki standart SOLT kalibre yöntemi ile bile, kalibre modelinde be ş hata parametre görmezden gelecek. Normal koşullarda, bu beş hata parametreleri kalibre doğruluğuna etkilemeyecek. Ancak, eğer kullanılan kalibre fixtürünün tasarımına dikkat etmezseniz, kalibre yapmak imkansız olacak.

Spektrum analizicisi kalibre için standart kaynak sağlıyor. Kalibre edildiğinde sadece iç standart kaynağını test fixtürü üzerinden giriş limanına bağlamak zorundasınız. Kalibrasyon zamanı yaklaşık 10 dakika. Oscilloskop kalibresi daha basittir. Sondu iç standart kaynağına bağlayın ve doğrulayın. Kalibrasyon yaklaşık 1 dakika sürer.

Pasif komponent testi ve modelleme

Sinyal hızlarının sürekli artması ile sinyal bağlantısında pasif cihazların rolü daha önemli olur. Sistem performans simülasyonu analizinin doğruluğu genellikle pasif cihazın modelinin doğruluğuyla belirlenir. Bu yüzden pasif komponentlerin testi ve modelleme, PCB'nin farklı ekipman temsilcisinin arası bağlantı tasarımının önemli bir parçası oldu. Genelde kullanılan pasif komponentler böyle:

1. Bağlantıcı

2. PCB izleri ve vias

3. Kapacitans

4. Induksyon (manyetik dağlar)

Yüksek hızlı sinyal integritet tasarımında, bağlantıcı sinyal bağlantısının en büyük etkisi var. Genelde kullanılan yüksek hızlı bağlantılar için, alışkanlık praksi TRL kalibre metodlarına göre kalibre fixtürü yapmak ve simülasyon analizi için bağlantıdaki test modellerini gerçekleştirmek. PCB izleri ve viallerin modelleme metodu bağlantıların benzeri. TRL kalibresi de test limanını istediği pozisyona taşımak için kullanılır ve sonra modelleme denemek için kullanılır.

Kapacitans modeli sinyal integritet analizinde uygulamalar var ve daha önemlisi, güç integritet analizinde kullanılır. Sanayide genelde kullanılan kapasitet modelleme araçları, farklı frekans grupları için uygun bir ağ analizlerindir. Etkileyici analiziciler düşük frekans bandları için uygun ve ağ analizicileri yüksek frekans bandları için uygun. Eğer gerçek testinde enerji integritet testi için bir a ğ analizicisi kullanılırsa, modelleme ve uygulama konsistencisini sağlamak için ağ analizicisini tüm frekans grupında kullanmak tavsiye edilir. Çünkü kapasitörün engellemesi küçük, paralel mod genelde bir a ğ analizcisiyle modellendirildiğinde kullanılır. Şu anda, endüstri kapasitör modellerinde çözülmemiş sorun fixtür ve kapasitör arasındaki karşılaşma bağlantısını nasıl yok etmek, modelleme sonuçlarında fixtür etkisini azaltmak için.

Tradisyonel enerji tasarımı içinde, gürültü araştırmalarını azaltmak için elektrik tasarımını uzatmak için induktorlar (manyetik patlamalar) sık sık sık kullanılır. Aslında tasarımda, izolasyon indukatörü (manyetik dağlar) sık sık kaldırılır ve güç tasarımın sesi azalır. Çünkü induktor (manyetik perdeler) diğer filtr komponentleri ile rezonans ediyor. Bu durumdan kaçırmak için, resonans'dan kaçırmak için modeller ve induktans (manyetik köpükler) simülasyon yapmak gerekir. Sanayinde genelde kullanılan induktans (manyetik dağ) modelleme metodu a ğ analizicisi de kullanır. Özel yöntem kapasitet modellerine benziyor. Fark şu ki, induktor (magnetik bead) seride modellenmiş ve kapasitör paralel olarak modellenmiştir.

Yukarıdaki birkaç pasif komponent modellendirmesi genellikle sinyal büyüklüğü ve güç büyüklüğü içinde kullanılır. Son yıllarda EMI simülasyon analizi yavaşça geliştiriliyor ve EMI pasif komponentlerinin modellenmesi yavaşça PCB bağlantısının tasarımı oldu. Fokus. Şekil 1, kapasitörün imfaz kurşunu gösteriyor.

güç bütünlüğü test

Çip gücü artmaya devam edip çalışmaya devam edip voltajı azaltmaya devam ettiğinde, elektrik tasarımın sesi PCB bağlantı tasarımında endişelenmeye başladı. Teste nesnesinin bakış açısından, güç bütünlük testi iki adım, güç sistemi özellikleri test ve güç zeminin sesi testi bölünebilir. Eski sistemin (pasif test) enerji teslimatı parçasının performansını test etmek ve sonraki sistemin çalıştığı zaman (aktif test) enerji alanı sesini doğrudan test etmek. Sinkron değiştirme sesi de güç toprakı sesi olarak klasifik edilebilir.

Elektrik sisteminin performansını teste ederken, a ğ analizicisi genelde kullanılır ve test nesneleri enerji sisteminin kendi etkisi ve taşıma etkisi. Genelde, elektrik sisteminin engellemesi ağ analizi sisteminin (50 ohm) engellemesinden daha küçük. Bu yüzden test sırasında sadece kalibre aracılığıyla yapmanız gerekiyor. Elektrik sisteminin engellemesi S21=Z/25 formülünü kullanarak alınabilir. Şekil 2, tek bir tahta'nın enerji sağlamının imkansız özelliklerini gösteriyor.

Bir spektrum analizicisi ve oscilloskop kullanabilirsiniz güç tasarımının sesini test etmek için. Spektrum analizicisinin girdi limanı DC komponenti ile bağlanılamaz. Bu yüzden, elektrik teslimatının sesini test ettiğinde, DC-Blocking'i test düzeninde seride bağlamalısınız. Spektrum analizörünün giriş engellemesi 50 ohm ve enerji alanının engellemesi genelde miliohm seviyesinde, yani test fixtürü test altında sistemi etkilemeyecek. Oscilloskop'un girdi engellemesi farklı ayarlar ile değişiyor. Tektronix TDS784'i örnek olarak alın, bağlantı modu ve sistem impedansı ile düşük frekans kesilme frekansı değişimleri.

Tüm metodların üstünde tanımlanmış güç toprakı sesini tek tahtada test ediyor ve çipinin işine gerçekten etkileyen şey, çipindeki güç toprakı sesi. Bu zamanlar, çipindeki güç toprakı sesini belirlemek için sinkron değiştirme sesini kullanmak gerekiyor. Chip'in N IO portları olduğunu tahmin edin, onlardan birini statik kalsın ve diğeri N-1'nin aynı anda dönüştüğünü denemek için statik ağda sinkron değiştirme sesi. Sinkron değiştirme sesi de güç ve yeryüzü sesi ve paketteki farklı sinyaller arasında karışık konuşma içeriyor. Şu anda ikisini tamamen ayırmanın yolu yok.

Saat sinyali çökme testi

Bazı yüksek sonlu ürünlerde, çöplük yavaşça ürün performansını etkileyen önemli bir gösterge oldu. Burası sadece saat sinyal çöküşünü ve sorun yerini test etmek için spektrum analizicisini nasıl kullanılacağını kısa bir tanıtım. Veri sinyallerinin sınaması zamanında ilgili değil.

Çoğu sistemde saat kristal osilatörü veya fazla kilitli bir döngü tarafından oluşturuyor. Saat sinyalinin çöplük testi relativ basit, yüksek sonlu test ekipmanları gerekmez ve problemi bulmak için ortak spektrum analizicisi kullanılabilir. Ideal saat sinyalinin spektrumu temiz bir diskretli spektrumdur. Sadece saat frekansiyonunun çokluğunda sadece komponentler vardır. Eğer saat sinyali çarparsa, bu çarpıcıların yakınlarında taraf lobları görünür ve bu taraf lobların gücüne eşittir.

Saat çubuğunu test etmek için spektrumu analizi kullanmanın özel yöntemi saat sinyal bağlantısının teste edilebilir bir noktası bulmak, sinyali DC Blok aracılığıyla spektrumu analizi ile bağlayıp test sonuçlarını izlemek. Test fixtürü lineer bir sistem olduğundan beri yeni spektral komponentler oluşturmak için endişelenmeye gerek yok. Daha önce söylediği gibi, saatler kristal oscillatörler veya fazla kilitli dönüsler tarafından üretildir. Bu durumda, saat çöplüğünü tanıtmanın önemli sebebi kristal oscillatörlerin ya da fazla kilitli dönüslerin güç sağlığıdır. Yukarıdaki belirtilen metodu tarafından alınan kristal oscillatör veya faz kilitli dönüşün güç tasarımının sesi saat spektrumunun yanı lobuyla karşılaştırılır ve saat çöpünün nedeni basit olarak belirlenebilir. Problemin çözümü kristal oscillatörünün filtr devresini ya da faz kilitli dönüşü saat spektrumunun yan lobuna göre yeniden yazmak. Genelde bu sorunları filtr kapasitelerinin mantıklı bir seçimi tarafından çözebilir.

DesignCon2005 teknik yöntemi

DesignCon, her yıl bağlantı teknolojisi alanında ilk konferans. Bu yılın DesignCon2005'de yıllık konferans üzerinde genellikle teknolojik geliştirme trenleri var:

1. Sanayide temiz güç integriteti simülasyonu ve testi için çoğu uygulama var ve analiz çalışmalarında artık zor bir nokta değil.

2. Kapacitans ve induktans (manyetik dağlar) modelleme endüstri içinde geliştirildi ve metodu relativ olarak tamamlandı.

3. PCB bağlantısı tasarımının odaklanması paketlemeye değişti ve tahta seviyesi analizi daha büyüdü. Aynı zamanda gürültü simülasyonu değiştirme ve sınama endüstri'nde yavaşça endişe oldu.

4. Jitter test metodları ve standartları industri için yavaşça endişelendi. Konferansında, birçok test ekipmanları kendi çöplük analizlerini başlattı.

Toplaştırma

Bu makale PCBinterconnection tasarımının alanında şu anki test nesnelerini ve test metodlarını kısa olarak tanıştırır. Sinyal hızı artmaya devam ettiğinde, yeni test içerikleri yavaşça görünüyor, elektrik teslimatı ve yeryüzü sesi, pasif aygıtlar modellendirmesi, çöplük ve bunlar dahil. Yazarı kendi çalışma deneyimini temel eden bu yeni test içerikleri için bir test metodu teklif ediyor. Tradisyonel sinyal dalga formu testinde, Ana düşünce, Pigtail'in bağlantısını gürültüye düşürmek ve test doğruluğunu azaltmak için yeryüzü kablosunun uzunluğunu azaltmak gerekir. Gelecek PCB bağlantı tasarımında sinyal operasyon frekanslarının arttığı yüzünden çalışmanın odaklanması çip paketlerine değiştirilecek ve bağlantı testi ve modelleme teknikleri çalışmanın odaklanması olacak.