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高速连接器和背板测试分析及测试方案详解


时间:2018-09-14 编辑:夏禅
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延误高速、高密度PCB板设计上市时间的最大挑战之一是通道间存在串扰(在一个差分通道对与相邻的差分对之间)。当然,差分对内的串扰是非常必要的,我们称之为耦合,这种强耦合提供高共模抑制比(CMRR),但差分对之间的任何模式转换都将产生串扰。这里示出的是带有两块子卡的XAUI 背板,典型数据传输率为3.125 Gb/s。该高速差分通道的设计目标是最小化整个通道长度上相邻差分电路板走线间的串扰。从差模到共模的任何模式转换都将产生EMI,并把串扰注入其它通道而使性能下降。对于背板设计来说,有用的调试工具将精确地找出通道内发生模式转换的具体位置。差模至共模转换的时域反射参数(TCD11) 与通道的差分阻抗轮廓(TDD11)在时间上是对准的。把标记放在TCD11的最大幅度峰值上。这是通道内产生模式转换的地方,也是最大的串扰源。我们能把TDD11TCD11在时间上对准,从而在空间上共同定位TDD11上有问题的地方。为把结构与通道相关联,我们把差分阻抗轮廓作为参照。已知 TDD11上有两个电容性的不连续,分别是子板的过孔和母板的过孔。由于标记是落在TDD11的第二个不连续处,因此知道母板的过孔是造成相邻通道内串扰的最大祸首。应重新为母板的过孔选路,以减小串扰的产生。这项测量和分析可全部在PLTS工具环境中完成。







在表征用于特定数字协议的器件时,眼图分析是非常有用的。例如我们知道ATCA 背板能在 10Gb/s 时很好的工作,如果眼图能很好张开,并且数据跃变没有侵入标准模板,我们就能说已符合标准要求。这种卷积运算可用于标准 PRBS 码型, PLTS 允许使用的标准 PRBS码型可达到2E15-1 的长度。这种建立眼图的方法与使用带标准模板的码型发生器和采样示波器的标准符合性测试的标准方法相当一致。


当用户怀疑连接器有问题时可以用PLTS的时域选通技术进行仿真验证。PLTS系统可以基于频域和时域的测量结果提取出线路的RLCG(电阻、电感、电容、电导)模型,RLCG 模型采用等效电路的方法描述无源传输线的电特性,能产生基于测量的耦合传输线的精确模型。PLTS 能将RLCG输出到建模与仿真软件如Agilent ADSSynopsisHSPICE等进行传输线和系统仿真,通过仿真可以分析线路故障原因和指导设计。



测试系统配置



PLTS中,使用基于TDR的测试系统和基于VNA的测试系统都可以提供比较完整的信息,那么应该选择哪个系统呢?许多信号完整性(SI)实验室都同时采用了这两种系统。这两种系统各有优势,在某些要求得到最大限度的多功能性场合,这两套系统都可以适当地加以使用。对于需要快速建立一阶模型、而且希望测试设备容易使用和熟悉的工程师来说,基于TDR的测试系统可能是最佳选择。而基于矢量网络分析仪(VNA)的测试系统大大提高了带宽、幅度和相位精度、相位稳定性、动态范围(信噪比)和先进的校准技术。在很多情况下高动态范围是非常重要的,使用大的动态范围就有可能把非常低的信号串扰测试出来,对于差分器件来说高的动态范围可以识别非常小的模式转换,如由于差分器件设计不对称造成差分信号转换成共模干扰。由于VNA可以直接进行线路或电缆的频域衰减曲线的测量,所以当非常关注测量结果的精度和可重复性,或者希望直接测量频域参数时,最好选择VNA

关键词:连接器 背板测试 测试    浏览量:3689

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