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Applikationsschrift 130
Potentielle Fehlerquellen bei der Impedanzmessung |
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Die Impedanzmessung Wenn mit dem Polar CITS oder einem anderen TDR Impedanzmessungen durchgeführt werden, so gibt es eine Reihe von möglichen Ursachen für Messfehler. Diese Applikationsschrift beschreibt die Fehlerquellen und wie man diese vermeiden kann, um wiederholbare und genaue Messungen zu erzielen. |
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Welche Prüfspitze sollte ich zur Erzielung höchster Messgenauigkeit wählen?
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Kalibration TDR´s, welche zur Impedanzmessung verwendet werden, sind Präzisions-HF-Messgeräte und müssen regelmäßig kalibriert werden. Zur Kalibrierung von TDR´s werden Referenz-Eichleitungen verwendet, welche in verschiedenen Impedanzwerten erhältlich sind. Da Präzisionseichleitungen kostspielig sind, kann man für geringere Anforderungen eine Auswahl von Präzisions-Semi-Rigid-Kabeln verwenden, welche mittels Eichleitungen kalibriert wurden. Eichleitungen sind auf Standardlaboratorien rückführbar, indem mittels einer speziellen Technik die internen Abmessungen exakt ermittelt und daraus die Impedanz berechnet wird. | |
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Hände weg! Das Berühren des Testcoupons mit der Hand oder mit einem Finger verursacht einen Abfall der Impedanz. Stellen Sie sicher, dass die Anwender diesen Effekt beachten. – Es ist einfach zu demonstrieren – führen Sie mehrere Messungen an einer aussenliegenden Leitung durch und sehen Sie den Unterschied, wenn Sie einen Finger auf die Oberfläche legen.
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Das Geheimnis der TDR-Kalibration Nachfolgend erhalten
Sie Informationen, welche bisher nur TDR-Spezialisten vorbehalten waren.
Eine TDR Kalibration ist nur dann korrekt, wenn diese bei den selben
Gleichspannungsbedingungen am Ende der Leitung erfolgte, welche auch bei
der eigentliche Messung herrschen. Der Grund für diesen Effekt liegt in den Präzisions-Diodenbrücken, welche empfindlich auf Temperaturänderungen reagieren. Eine Änderung der Gleichspannungsbedingungen auf dem Prüfling beeinflussen die Ausgangsspannung des Pulsgenerators Einfach ausgedrückt –
wenn Sie das TDR mit einem Präzisions-Breitbandwiderstand als Referenz
kalibrieren, so sollten Sie auch die Testmuster (Coupons) mit dem gleichen
Widerstand abschließen. Da es nicht praktikabel ist, einen Abschlusswiderstand auf dem Testcoupon anzubringen, sollte das TDR immer mit einer offenen Eichleitung kalibriert werden. Der Fehler zwischen den beiden Methoden kann in der Größenordnung von 3 bis 4 Ohm liegen. | |
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Abgenutzte Kabel und Prüfspitzen. HF-Kabel und Prüfspitzen haben eine begrenzte Lebensdauer und sollten als Verbrauchsmaterial betrachtet werden. Bei sehr häufiger Verwendung werden diese höherohmig bis sie letztendlich eine Unterbrechung aufweisen. Die Lebensdauer des Kabels kann durch achtsame Behandlung - keine Knicks etc. - verlängert werden. Vermeiden Sie Fälle wie z.B. jenen eines Anwenders, der – gut gemeint - absichtlich abgenutzte Prüfspitzen verwendete, um ein Fertigungslos als OK zu messen, welche tatsächlich ausserhalb der Spezifikationen lagen! Das Polar RITS Automated Impedance Test Systems besitzt spezielle Software und ein eingebautes Kalibriersystem, welches Kabel und Prüfspitzenabnutzung frühzeitig erkennt und den Benutzer informiert. Drift Alle TDR´s sind
anfällig auf Messdrift über der Zeit und der Temperatur. Prüfen Sie, ob
Ihr TDR diesen Drift automatisch kompensiert? Wenn Sie ein Polar CITS oder
RITS verwenden, so kalibriert sich das System selbsttätig in vorgegebenen
Intervallen gegen stabile eingebaute Standards. Für optimale
Systemleistung sollte der Intervall in der Gerätekonfiguration auf 10
Minuten eingestellt werden. |
Beeinflussen Mobiltelefone die Messung? | |
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Mobiltelefone
sind HF-Sender, welche sich regelmäßig bei der nächsten Basisstation
einloggen – selbst wenn Sie kein Gespräch führen. | |
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Auch die Arbeitsoberfläche? Ja, auch die Arbeitsoberfläche kann die Messergebnisse beeinflussen. Die Arbeitsplatte weist eine eigene Dielektrizitätskonstante auf und eine Microstrip-Leitung auf der Unterseite eines Testcoupons oder der Leiterplatte wird bei zu geringem Abstand zur Tischoberfläche einen niedrigeren Impedanzwert anzeigen. Hierfür gibt es zwei Lösungen – Legen Sie den Coupon in eine eigene Spannvorrichtung oder drehen Sie den Coupon um, sodass die unterste Leiterbahn nun oben liegt. | ||
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Testcoupons Testcoupons stellen eine zuverlässige Methode zur Überprüfung der Impedanz dar und ermöglichen stabilere Messungen als auf der Leiterplatte selbst. Die Vorteile von Testcoupons werden in Applikationsschrift AP124 behandelt. Wichtiger Hinweis: Wenn Ihre Striplines zu hohe Werte zeigen – haben Sie darauf geachtet, die Vcc und Gnd Lagen auf dem Coupon miteinander zu verbinden? (NICHT auf dem Board!) Der Kurzschluss zwischen Vcc und Massen ist besonders auf schmalen Coupons wichtig, um realistische HF-Bedingungen auf dem tatsächlichen Board zu simulieren. Tip: Simulieren Sie mittels der CITS25 Software eine Erhöhung des Abstandes der oberen Lage um den Faktor x10. Wenn die resultierende Impedanz Ihrem Messergebnis gleicht, so sind die Vcc- und Gnd-Lagen auf dem Coupon vermutlich nicht miteinander verbunden. | ||
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Wünschen Sie
weitere Informationen? | ||
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