15 高頻測(cè)試(下).doc

EIA測(cè)試規(guī)范（系列十五）（上）EIA-364-108阻抗（impedance）,反射系數(shù)(Reflection Coeffcient)反射損耗（ReturnLoss)和電壓駐波比（VSWR）. 簡(jiǎn)介. 1范圍這個(gè)測(cè)試程序應(yīng)用在連結(jié)元件上比如電子連接器和纜線整合元件待。. 2目的 這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)敘述如何在時(shí)域和頻域上測(cè)量阻抗反射系數(shù)反射損耗和電壓駐波比等項(xiàng)目。. 3定義1.3. 1量測(cè)系統(tǒng)爬昇時(shí)間量測(cè)儀器系統(tǒng)包括治具（fixture）但不包含待測(cè)物經(jīng)過(guò)濾波程序（fil-tering）所得到的爬昇時(shí)間。爬昇時(shí)間通常是量測(cè)步階訊號(hào)1090的位準(zhǔn).1.3. 2待測(cè)環(huán)境阻抗 阻抗是由治具上的傳導(dǎo)訊號(hào)導(dǎo)體所呈現(xiàn)。阻抗是由輸線終端電阻接收端訊號(hào)來(lái)源和治具寄生效應(yīng)的結(jié)果。1.3. 3反射系數(shù)反射系數(shù)是線路上的任何一點(diǎn)其反射電壓和入射電壓的比值反射系數(shù)的數(shù)學(xué)表示式如下Gamma(T)=Vreflected/Vincident =(Zl-Zo)/(Zl+Zo)=S11其中Zl是治具或待測(cè)物的阻抗而Zo為待測(cè)環(huán)境阻抗1.3. 4阻抗在某一特定頻率下電路對(duì)於入射交流電而有的總體反應(yīng)它是電阻和電抗的結(jié)合以歐姆（）的形式表示將阻抗表示成S參數(shù)的方程式如下所示Z=Zo*(1+S11 )/(1-S11)=R+jX=Zo*(1+rho)/(1-rho)1.3.5反射損耗以分貝表示在阻抗的不連續(xù)面反射能和入射能量的比值從反射系數(shù)推算反射損耗的數(shù)學(xué)表示式如下Return Loss=20log10 |r|=20log10 |Sn|1.3.6電壓駐波比（VSWR）在一條線路上電壓的最大值和最小值的比VSWR可用以下的式子表示VSWR=|Vmax|/|Vmin|=|Vinc|+Vren|/|Vinc-Vrefl| 或者VSWR =(1+|r|)/(1-|r|)1.3.7.S參數(shù)S1111是待測(cè)物入射端的反射系數(shù)定義成反射電壓對(duì)入射電壓的比值。1.3.8終端連接在傳輸線末端的阻抗通常是為了減小在傳輸線上的反射能量。1.3.9步階振幅忽略overshoot和undeshoot位準(zhǔn)為0和100的電位差。表一建議測(cè)量系統(tǒng)爬昇時(shí)間Table-Recommend measurement system rise(including fixture filtering)2.測(cè)試資源2.1.1.3差動(dòng)訊號(hào)量測(cè)測(cè)試設(shè)備必須要有直接進(jìn)行差訊號(hào)量測(cè)的功能或在進(jìn)行多次的單動(dòng)訊號(hào)測(cè)量後可計(jì)算出差動(dòng)訊號(hào)阻搞抗。2.1.2.1領(lǐng)域2.1.2.1可使用向量綱路分析儀或阻抗分析儀。 2.1.2.2差動(dòng)訊號(hào)的量測(cè)必須使用綱路分析儀和balun. 當(dāng)要建立時(shí)域測(cè)量結(jié)果的關(guān)系時(shí)必須要非常地小心比兩種測(cè)量結(jié)果的關(guān)系是非常復(fù)雜的在沒(méi)有深入地計(jì)算和了解之前不可使用頻寬0.35/ 爬昇時(shí)間的關(guān)系式。2.1設(shè)備2.1.1 時(shí)域2.1.1.1較偏好使用時(shí)域反射儀（TDR）也可以使用示波器和脈動(dòng)產(chǎn)生的綱路分析儀也可以使用。2.1.1.2可變化的爬昇時(shí)間設(shè)備必須提供可變化訊號(hào)爬昇時(shí)間的功能以達(dá)到如表一所示的“建議測(cè)量系統(tǒng)爬昇時(shí)間要求”這項(xiàng)功能可能包括在測(cè)試設(shè)備中或者需要額外的濾波功能和軟體。2.2治具治具必須設(shè)計(jì)成可以表現(xiàn)出待測(cè)物的特性而治具的幾何布局材料傳輸路徑等的變動(dòng)范圍必須要認(rèn)可是在可以接受的范圍之內(nèi)。注意一由于治具的寄生蟲(chóng)效應(yīng)治具的幾何布局和材料特性會(huì)影響到測(cè)量的結(jié)果通常產(chǎn)品的用途會(huì)決定最有意義的方法來(lái)設(shè)計(jì)治具。2.2.1待測(cè)物環(huán)境阻抗 除非在參考文件中有其他特別規(guī)定,否則待測(cè)物環(huán)境阻抗必須要匹配測(cè)試設(shè)備的阻抗通常單動(dòng)(single-ended)量測(cè)要求50歐姆的阻抗而差動(dòng)(differental)量測(cè)要求100歐姆。2.2.2終端 當(dāng)使用終端電阻時(shí)在測(cè)量的頻率范圍內(nèi)必須注意到盡量減小終端所產(chǎn)生的電抗寄生效應(yīng)。2.2.3校正事項(xiàng)2.2.3.1時(shí)域 治具必需設(shè)計(jì)成在時(shí)域測(cè)量待測(cè)物時(shí)可以分辨出待測(cè)物近端和遠(yuǎn)端的現(xiàn)象校正參考面必須設(shè)計(jì)盡量接近待測(cè)物當(dāng)治具所包含的PC板上的電路線為連結(jié)兩個(gè)連接器時(shí)那么就必須設(shè)計(jì)可提供測(cè)量”量測(cè)系統(tǒng)爬昇時(shí)間的參考電路線參考電路和待測(cè)物在起始點(diǎn)位置必須相同這是因?yàn)閰⒖季€路長(zhǎng)度必須和PC板線路長(zhǎng)度相同.。2.2.3.2頻域 治具必須設(shè)計(jì)成可做開(kāi)路(OPEN)短路(SHORT)負(fù)載(load)的測(cè)量校正步驟可自以下兩種方法的其中一種來(lái)完成其一提供包含開(kāi)路短路和負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)的參考線路第二提供一個(gè)校正參考面使得以上三種校標(biāo)準(zhǔn)可應(yīng)用於治具的末端和待測(cè)物的輸入端在測(cè)量的時(shí)候如果是使用開(kāi)路/短路方法那麼待測(cè)物便是置於治具上而待測(cè)物的遠(yuǎn)端分別以開(kāi)路電路和短路電路終端。2.2.4單動(dòng)模式 治具必須要求在一個(gè)時(shí)間可以驅(qū)動(dòng)一條訊號(hào)線路而驅(qū)動(dòng)線路和遠(yuǎn)端必須以待測(cè)物環(huán)境阻抗(通常為50歐姆)為終端建議在待測(cè)物之後加上一條傳遞延遲大於兩倍量測(cè)系統(tǒng)爬昇時(shí)間的傳輪線除非在參考文件上有其他指示不然依照下列原則而做 -使用11的訊號(hào)和接地比例 -近端和遠(yuǎn)端的接地面必須相同 -鄰近的訊號(hào)線路必須以待測(cè)物環(huán)境阻抗為終端2.2.2.5差動(dòng)模式 治具必須要求在一個(gè)時(shí)間可以驅(qū)動(dòng)一對(duì)訊號(hào)線路,而驅(qū)動(dòng)線路的遠(yuǎn)端必須以待測(cè)物環(huán)境阻抗(通常為100歐姆)為終端建議在待測(cè)物之後加上一條傳遞延遲大於兩倍量測(cè)系統(tǒng)爬昇時(shí)間的傳輸線不然依照下列原則而做 -使用21的訊號(hào)和接地比例 -近端和遠(yuǎn)端的接地面必須相同 -鄰近的訊號(hào)線路必須以待測(cè)物環(huán)境阻抗3.待測(cè)物3.1敘述這項(xiàng)測(cè)試的待接物為下列物件3.1.1可分離的連接器接合一起的連接器配對(duì)。3.1.2纜線整合元件附有連接器或接合在一起的 連接器配對(duì)的纜線4.測(cè)試步驟4.1.1依據(jù)量測(cè)設(shè)備制造者所制訂的量測(cè)技巧使 用精準(zhǔn)的阻抗標(biāo)準(zhǔn)和/或纜線來(lái)校正量測(cè)設(shè)備和治具校正參考面即為待測(cè)物的輸入端如果需要更詳細(xì)的資訊請(qǐng)參考2.2.3.14.1.2將TDR的訊呈號(hào)線和測(cè)試治具的參考線 連結(jié)起來(lái)。4.1.3除非參考文件有其他的規(guī)定否則使用表一所建議的昇時(shí)間如圖一所示 測(cè)量及記錄參考線路的量測(cè)系 統(tǒng)爬昇時(shí)間。4.1.4測(cè)量記錄和繪出測(cè)試治具被要求量測(cè)的參數(shù)（阻抗反射係數(shù)和/或電壓） 如果量測(cè)設(shè)備沒(méi)有立即顯示參數(shù)的功能請(qǐng)參考1.3節(jié)轉(zhuǎn)換公式。4.1.5將TDR的訊號(hào)線和已置入待測(cè)物的治具 驅(qū)動(dòng)線路相連結(jié)。4.1.6將待測(cè)物置於會(huì)引起誤差的物件至少5公 分遠(yuǎn)的距離。4.1.7判定待測(cè)物的近端和遠(yuǎn)端。4.1.8將所要求的電氣參數(shù)在測(cè)試設(shè)備顯示和記錄下來(lái)如果量測(cè)設(shè)備沒(méi)有立即顯示參數(shù)的功能請(qǐng)參考1.3節(jié)的轉(zhuǎn)換公式。4.1.8.1單動(dòng)模式量測(cè) 使測(cè)試設(shè)備顯示驅(qū)動(dòng)線路的 波形4.1.8.2 差動(dòng)模式量測(cè)使測(cè)試設(shè)備顯示兩個(gè)驅(qū)動(dòng) 線路波形的差值（通常的做法 的線路1減去線路2”）4.1.9當(dāng)測(cè)量規(guī)范要求時(shí)更改量測(cè)系 統(tǒng)昇時(shí)間重復(fù)4.1.1到4.1.8的 步驟記錄下對(duì)應(yīng)不同量測(cè)系統(tǒng)昇 時(shí)間所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。4.1.10如果測(cè)量規(guī)范要求對(duì)待物做多 條線路的測(cè)量時(shí)重復(fù)4.1.5到 4.1.9的步驟。 2.領(lǐng)域4.2.1一般性的原則4.2.1.1 根據(jù)設(shè)備制造者的規(guī)范使用 精準(zhǔn)的阻抗標(biāo)準(zhǔn)和/或纜線校正 設(shè)備和治具校正的參考面設(shè) 在待測(cè)物的輸入端如果需要 更詳細(xì)的資訊請(qǐng)參考2.2.3.24.2.1.2治具量測(cè)將分析儀器設(shè)成單韋（或可比較的）量測(cè)根據(jù)參考文 件選擇欲測(cè)量參數(shù)（阻抗反 射系數(shù)反射損耗電壓駐波 比）的顯示模式如果是使用 綱路分析儀將S11測(cè)量並記 錄下來(lái)建議使用以下的設(shè)備 設(shè)定一頻率軸為對(duì)數(shù)刻度和線性Y 軸的卡氏座標(biāo)系統(tǒng)一至少201個(gè) 測(cè)試點(diǎn)一使用smoothing功能如 果量測(cè)設(shè)備沒(méi)有立即顯示參數(shù)的 功能請(qǐng)參考1.3 節(jié)的轉(zhuǎn)換公式。4.2.2待測(cè)物量測(cè)直接法4.2.2.1將分析儀的測(cè)試和已軒置入待測(cè) 物的治具的驅(qū)動(dòng)線路相連結(jié)用待 測(cè)物環(huán)境阻抗將待測(cè)物做終端。4.2.2.2將待測(cè)物置於會(huì)引起誤差的物件 至少5公分遠(yuǎn)的距離。4.2.2.3 在規(guī)范要求的測(cè)試頻率范圍或 頻率點(diǎn)測(cè)量並記錄規(guī)范要求測(cè)試的 參數(shù)如果量測(cè)設(shè)備沒(méi)有立即顯示 參數(shù)的功能請(qǐng)參考1.3節(jié)的轉(zhuǎn)換 公式。4.2.2.4如果測(cè)量規(guī)范要求對(duì)待測(cè)物做 多條線路的測(cè)量時(shí)重復(fù)4.2.2.1 到4.2.2.3的步驟。4.2.2.5如果要求對(duì)不同的測(cè)試頻率做 額外的測(cè)量時(shí)根據(jù)4.2.1.1 做校 正動(dòng)作並重復(fù)4.2.2.1 到4.2.2.4 的步驟。4.2.3 待測(cè)物量測(cè)開(kāi)路/短路法4.2.3.1 將分析儀的測(cè)試線和已置入待 測(cè)物的治具的驅(qū)動(dòng)線路相連 結(jié)。4.2.3.2將待測(cè)物置於引起誤差的物件至少5公 分遠(yuǎn)的距離。4.2.3.3將待測(cè)物的遠(yuǎn)端接上開(kāi)路電路測(cè)量且 記錄開(kāi)路電路阻抗Zoc。4.2.3.4將待測(cè)物的遠(yuǎn)端接上開(kāi)路電短路測(cè)量 並用記錄短路電路阻抗Zsc.4.2.3.5 使用以下的式子來(lái)計(jì)算阻抗Z=(Zoc*Zsc)1/24.2.3.6根據(jù)這個(gè)計(jì)算得的阻抗及1.3節(jié)的數(shù)學(xué) 方程可得其他的電氣參數(shù)如反射系 數(shù)電壓駐波比和反射損耗。4.2.3.7 如果測(cè)量規(guī)范要求對(duì)待測(cè)物做多條線 路的測(cè)量時(shí)重復(fù)4.2.3.1到4.2.3.6的 步驟。4.2.3.8如果要求對(duì)不同的測(cè)試頻率做額外的測(cè)量時(shí)根據(jù)4.2.1.1做校正動(dòng)作並 重復(fù)4.2.3.1到4.2.3.7的步驟。5.需要詳細(xì)說(shuō)明的細(xì)節(jié)下列的細(xì)節(jié)在參考文件中需要詳細(xì)說(shuō)明5.1要測(cè)量的電氣參數(shù)如阻抗反射系數(shù)電壓駐波比和/或反射損耗。5.2量測(cè)系統(tǒng)昇時(shí)間或測(cè)試頻率。5.3對(duì)於治具和終端的結(jié)構(gòu)和電氣性質(zhì)的任何特 別要求。5.4單動(dòng)模式或差動(dòng)模式量測(cè)。5.5訊號(hào)/接地模式包含在測(cè)試時(shí)調(diào)號(hào)和接地 的數(shù)量和擺設(shè)位置建議在待測(cè)物內(nèi)設(shè)置足 夠的測(cè)試點(diǎn)以供測(cè)量並且可以清楚地表現(xiàn) 出待測(cè)物內(nèi)抗變化的情形。5.6如果對(duì)於單動(dòng)模式的阻抗測(cè)量不是50歐 姆差動(dòng)模式的阻抗測(cè)量不是100歐姆則 必須提供待測(cè)物環(huán)境阻抗。5.7任何相要呈現(xiàn)的圖表如TDR圖形參數(shù) 對(duì)頻率的圖形或史密斯圖形。5.8待測(cè)物在時(shí)域所測(cè)量或計(jì)算得的最小值最 大值或平均值。注意一當(dāng)測(cè)試規(guī)范要求平均值時(shí)最小值和最大值也