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我的板子為什么測(cè)不了損耗

我的板子為什么測(cè)不了損耗

發(fā)布時(shí)間:2024-05-06 15:40

高速先生成員--周偉


最近我們珠海高速實(shí)驗(yàn)室正式對(duì)外開放了,我們也同步推出了關(guān)于高速信號(hào)測(cè)試、高速儀器的一些視頻。


大家知道我們有儀器后,很多熱心的小伙伴們就以為我們開掛了,什么都能測(cè),然后就會(huì)來咨詢我們,很多都是希望我們能幫他們測(cè)一下實(shí)物板上的線路損耗,包括cable的損耗等;老實(shí)說,我們也很想測(cè),但真的很難,臣妾做不到?。∠旅婧唵螀R總一些熱心小伙伴們的測(cè)試需求。

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關(guān)于損耗的測(cè)試需求真的是五花八門,今天我們就來一起簡單普及下為什么實(shí)物板可以測(cè)試阻抗而不能測(cè)損耗。


我們先來了解下測(cè)試阻抗和損耗的儀器,目前我們珠海高速實(shí)驗(yàn)室采用的是Keysight的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀N5227B,頻率從10MHz到67GHz,如下圖所示:

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而我們深圳高速實(shí)驗(yàn)室采用的是羅德與施瓦茨的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀ZVA67,頻率也是從10MHz到67GHz,如下圖所示:

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待測(cè)物(后面用俗稱DUT表示)和儀器之間就需要通過長短不一的各種線纜(后面用俗稱Cable表示)來對(duì)接,如下圖所示:

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Cable一端接儀器,另一端接DUT,而DUT的種類就更加繁多,也就是大家的待測(cè)產(chǎn)品,實(shí)在是太多了,有實(shí)物PCB板,也有連接器、線纜、芯片及測(cè)試板等,下面我們簡單舉個(gè)常規(guī)的例子,實(shí)物PCB板和帶SMA頭的測(cè)試板,如下圖所示:

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如果是帶SMA頭的測(cè)試板,只需要直接將前面的Cable和板子上的SMA頭對(duì)接(當(dāng)然接口大小需要一致,常規(guī)都是比如3.5mm,2.92mm,2.4mm和1.85mm等幾種規(guī)格的接口尺寸,如果不一致還需要采用轉(zhuǎn)接頭),接好后就可以直接進(jìn)行阻抗和損耗的測(cè)試了。如果是測(cè)試DUT的損耗,一般還會(huì)采用去嵌的方式將SMA頭的損耗去嵌掉,去嵌完的數(shù)據(jù)就是DUT的損耗數(shù)據(jù),如果不去嵌就會(huì)帶入SMA頭的影響。關(guān)于去嵌不是我們今天本文的重點(diǎn),在此先跳過,不再贅述。連接好的圖片如下所示:

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那如果是實(shí)物PCB板或者其他的沒有帶SMA頭的DUT需要測(cè)試損耗,首先就需要考慮怎么和儀器對(duì)接的問題,然后如果可以對(duì)接了,還要考慮中間引入進(jìn)來的線纜或者探頭本身的損耗大小,能否校準(zhǔn)(或去嵌)掉這個(gè)損耗,因?yàn)閾p耗的測(cè)試一般都是需要有一定的精度,同時(shí)還需要排除掉其他物體的影響,否則測(cè)試就沒有太大的意義(除非對(duì)比性測(cè)試)。


而阻抗測(cè)試就相對(duì)簡單很多,因?yàn)樽杩箿y(cè)試是通過時(shí)域反射原理,只需要在任何一端有開路的地方測(cè)試,實(shí)際操作時(shí)只需要有探頭一端接Cable,另一端可以接觸到DUT測(cè)試點(diǎn)或者焊盤就可以了,我們測(cè)試阻抗的探頭如下圖所示。

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這個(gè)時(shí)候可能大家就會(huì)有疑問了,那為什么這個(gè)探頭可以用來測(cè)阻抗卻不能用來測(cè)試損耗呢,同樣可以連上???這就涉及到損耗和阻抗本身的測(cè)試機(jī)制了,簡單來說:一是損耗測(cè)試需要一定的精度,這個(gè)探頭本身帶來的損耗太大且沒法去嵌,所以測(cè)出來的結(jié)果是包含了這個(gè)探頭的損耗在里面;二是損耗需要從DUT兩端測(cè)試,這就意味著兩端需要一樣的這種探頭,得出來的損耗參數(shù)就更大了;三是這種探頭依靠手來把持,接觸不是很穩(wěn)定,不同的人握力不一樣,所以不同時(shí)間不同人員測(cè)試出來的數(shù)據(jù)也有差異,對(duì)應(yīng)損耗測(cè)試的精度是不可接受的,所以很多情況下就不能依靠這種探頭來進(jìn)行損耗測(cè)試。


可能還有人會(huì)說,不能用手持式探頭,那可以用探針臺(tái)啊,探針臺(tái)的探針是可以校準(zhǔn)去嵌的。話是這么說,但探針臺(tái)的測(cè)試受限條件也很多,首先需要光板測(cè)試且板子平整,其次板子上pin的間距尺寸需要匹配探頭的間距等,還有就是如果一端是芯片,一端是連接器的信號(hào),這個(gè)就沒法點(diǎn)測(cè)了。關(guān)于探針臺(tái)的介紹,我們的視頻號(hào)也有介紹過了,沒看過的在高速先生視頻號(hào)搜索觀看。


總之,沒有帶SMA頭的PCB和PCBA的都可以,如果想比較準(zhǔn)確的測(cè)試損耗或者S參數(shù),總體還是有難度的,這下大家明白了嗎?


本期提問

我就想測(cè)試實(shí)物板的損耗,如果還在設(shè)計(jì)階段,有什么好的辦法嗎?歡迎大家暢所欲言。