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应用说明118

常见问题
 - 控制阻抗


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在过去几年中,控制阻抗迹线已经开始从纯粹的专家应用转变为更加普及的应用。以下是控制阻抗迹线的常见问题解答。
1. 为什么越来越多的设计厂商指定控制阻抗?

电信和计算机设备的运行速度和交换速度正在不断增长。虽然低频环境下不用考虑某些物理规律,但现在却不得不认真对待。当高速PCB迹线作为传输线使用时,其电能反复反射,就像湖水中的波纹遇到障碍物的情况一样。控制阻抗迹线设计可以降低电能反射,确保在PCB迹线和内部连接之间的转换正确无误。

2. 我有一些PCB板,差分阻抗测量结果比预测高出810欧姆。

FR4等编织玻璃加强纤维叠层板上紧密排布的差分迹线间有一个树脂较多的区域。在树脂较多的区域中,Er的值低于整批材料Er的值。使用玻璃加强纤维叠层板时,您应该根据迹线分布和叠层板组成将Er减少 0.4 0.8用来补偿较低的Er

 FR4玻璃的Er值约为6,而树指的Er值约为3

非编织和aramid加强纤维叠层板可以减小或消除这种差别。请参见AP139获取详细信息。 

3. Si6000b在带状线结构建模中有一个程序错误,当我倒置结构时阻抗发生了改变。

您可能忘记计算迹线厚度了!举例来说,如果H15H110T1,倒置计算时常见的错误是H115 – 10 = 5。正确答案是当您倒置,H1相等于15 - 10 - 1 = 4。计算时别忘记考虑迹线厚度,无论您使用哪些结构建模时Si6000b都能计算出正确的值。 

4. 如何计算控制阻抗迹线的尺寸?

IPC D 317在互联网上提供了一些基本等式和计算器。Polar Si6000b控制阻控设计系统已考虑到扩大尺寸的可用范围,适应现代精密线路的设计理念。Si6000b软件使用高级场求解方法来实现这一目标。 

5. 客户说需要在 900MHz下测试其PCB板。是否可以使用TDR测试系统来测试?

可以,TDR阻抗测试系统适用的频率测试范围很广。在35GHz范围内,确定阻抗的参数(叠层板的Er值)没有明显变化。因此没有必要动用昂贵的费用和大量的时间使用网络分析仪测试频率。您可以使用桑层板厂商的Er与频率对照表,绘制ErZo图看出阻抗的变化。

6. 某些阻抗测试系统可以使用不同阻抗的探针。我是否需要多个探针来匹配所要测试的各个阻抗?

使用TDR时,您需要在测试迹线上最平坦的部分进行测试。您完全可以使用50ohm的探针,此时迹线应该有足够的平坦长度,否则就将遇到测试上的限制。如果您不利不使用较短的测试试样,即迹线没有足够的平坦长度,这时可以尝试使用接近于测试迹线阻抗值的探针。

7. 试样测试的重要性何在?在实际的PCB迹线上的测试效果是否最好?

测试试样对于生产测试非常理想。试样的接地点位于测试迹线附近,非常便于测试;更重要的是,对于带状线结构而言,试样的内部各层是互连的。(实际PCB板上的各层是隔离的,这将影响TDR读数。)只有PCB板上的电源去耦电容完全组装到位之后,您才能获取真实的读数。

8. 为什么测试探针和试样间的相互连接非常重要?使用测试导线接地不是更加容易吗?

只有当测试系统与控制阻抗系统成为一体即探针与控制阻抗系统完全连接时,控制阻抗测量才是精确的。较长的接地导线或线圈会造成相互连接不良和反射现象,导致测试迹线的读数减少或不正确。探针点距很多,如果是偶尔使用,最好使用可调整点距的IP 50-V探针。

9. 采用差分结构的PCB板数量虽然不是很多,但却有不断增加的趋势。差分结构与微波传输带等普通单端结构有哪些区别?

差分结构有时用于电信线缆的接口,例如“双绞线”。使用差分线缆和结构可以在高电子噪声环境中获得出色的信号质量,无需使用过多的放大电路。简而言之,在线缆的起始端信号传输到线缆的一侧的同时也被倒置并传输到另一侧。随着信号在线缆(或迹线)中传输的,线缆两侧的电子噪声是相同的(即未倒置)。接收器只要简单的减去PCB或线缆的入局信号,即可消除噪声,剩余的信号就是原始信号的优质副本。

10. 客户要求生产100欧姆迹线的PCB板,公差±0.5欧姆,这一公差要求是否现实?

不现实,与在CD环境下采用DMM测量相比,高频测量较难实现。RF工程师如果能取得几欧姆的公差就已相当满意了。通常50欧姆迹线的公差约为5%75欧姆约为15%100欧姆将高达20%

11. 如何跟踪阻抗测试系统?

参考阻抗标准较高。Polar使用Maury高精度微波空气管路,获取高精度、机械性能稳定的同轴“管道”。 这些高精度空气管路标准由国家标准实验室(NISTNPL)定期校标准,该实验室采用气体计量技术测量内部尺寸,然后计算真正的阻抗。 

12. CITS上的脉冲频率是多少?

CITS500s采用时域反射计(TDR)技术测量高速步进脉冲的电子反射。实际中是采用一系列高速脉冲和采样脉冲来构建波形。 

Fourier Analysis可以显示高速步进脉冲具有多种频率组件。因些当您进行TDR测量时,CITS500s或其它TDR仪器不是采用特定频率而是采用多种频率。PCB板上影响Zo 主要频率的是叠层板的Er Zo1/Er开方,您可以使用Si6000b绘制 ZoEr图,看出频率的变化(您可以使用Si6000b演示版的表面微波传输带场求解程序)。

13. 有时CITS的测试迹线上会出现许多波纹,再次测试时这些波纹又会消失。这是什么原因造成的?

检查CITSRITS附近是否有手机或其它无线设备。

微波传输带测试试校样和手机天线具有类似的量纲,因而会接收手机的信号。甚至即使您未打电话,手机也会定期向最近的基站传输信号。这将导致CITS(或其它RF测量系统)得到错误的读数。

14. 我想了解一些RAMBUS®的知识,客户有生产阻抗为28欧姆的PCB板的生产需求...

RAMBUS是一种新型高速内存架构,适用于运行速度为800MHzPC。因此要求PC主板和内存条(RIMM)具有匹配的阻抗。RAMBUS系统的阻抗是客户要求的28欧姆,公差为10%,在实际应用中这是非常严格的公差要求。 RAMBUS只有要主板符合要求时才能运行。您可以登陆 www.rambus.com获取RAMBUS的详细信息。Polar生产的28欧姆IP探针用于CITS500s控制阻抗测试系统,可以对 RAMBUS PCB板进行生产测试。

请联系PolarRichard Chen,获取使用Polar CITSRITS进行控制阻抗测试的详细信息。

15. 试样上带状线迹线的测量结果总是高出几欧姆,原因何在?

检查您的制造商是否将试样(不是PCB板!)上的VccGnd板短接 

如果是差分迹线请参见FAQ 2

将试样上的板短接可以模拟组装好的PCB板的实际RF条件。

16. 测量差分迹线时,如果在试样相反一端进行测量,读数会有很大差别,这是什么原因?

按照单端线路测量每条线路,线路阻抗有区别吗?没有。差分线路要求阻抗是匹配的,对于精密线路迹线来说比较困难。CITS500s V7.90和更高版本的软件可以自动检测线路是否对称。 


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