Làm thế nào để đo trở kháng của dấu vết PCB

Tôi đang làm việc trên một số thiết kế điện tử mặt trước làm việc ở mức 200 MHz đến 1 GHz cho dự án MS của tôi. Tôi đã thiết kế mạch và PCB. Chiều rộng dấu vết được tính toán bằng mô phỏng. Sau khi tôi đưa cái này cho nhà fab địa phương của tôi, họ đã cung cấp cho tôi một dải PCB dài khoảng 1 ft với một số thông qua mỗi bên và theo dõi kết nối chúng. Dấu vết này được đề cập là chênh lệch 50ohm và 100ohm. Nhưng hướng dẫn của tôi muốn xác minh nó một mình. Câu hỏi của tôi là làm thế nào tôi thực tế có thể đo trở kháng đặc trưng của dấu vết PCB, cả cặp đơn và vi sai. Những dụng cụ nào tôi sẽ cần và làm cách nào để kết nối chúng với dải, bởi vì tôi không thể thêm đầu nối 50 ohm tại các điểm kiểm tra.

Trừ khi bạn muốn thực hiện toán học khử S-Parameter của riêng bạn, bạn phải phù hợp với 50$\Omega$kết nối với ít nhất một đầu của dấu vết. Bạn có thể lắp đầu nối vào đầu kia hoặc chất lượng tốt 50$\Omega$điện trở. Tôi có xu hướng sử dụng 2 x 100$\Omega$ điện trở song song cho điện cảm đất thấp hơn.

Có nhiều kiểu kết nối để lựa chọn, bạn chưa nhìn đủ cứng. Nếu bạn chỉ đạt 1GHz, thì dung sai sẽ khá dành cho người đi bộ.

Nếu bạn có một mẫu vias ở cuối dấu vết, bạn sẽ có thể tìm thấy một đầu nối có mẫu tràn lỗ vừa khít. Nếu không, khoan các lỗ liền kề với tín hiệu thông qua mặt phẳng đất để lấy các vết tràn tiếp đất của đầu nối như vậy.

Nếu bạn chỉ muốn đo dấu vết, và không thông qua, thì bạn có nhiều lựa chọn hơn. Có nhiều đầu nối được thiết kế để phù hợp với một cạnh bảng. Cắt thông qua bảng và lắp đầu nối vào cuối dấu vết ở cạnh bảng.

Bạn có thể hàn 50$\Omega$dỗ đến cuối dải, nhưng bạn sẽ cần cẩn thận với chiều dài vượt quá, dung sai cho người đi bộ nhưng dễ bị lỗi với cáp hơn. Đừng nói với sếp của tôi, nhưng thường thì tôi sẽ cắt một phòng thí nghiệm 50$\Omega$ cáp kết nối làm đôi và hàn từng bit vào bảng thử nghiệm của tôi, tiết kiệm các đầu nối phù hợp với cáp!

Trang thiết bị. Máy đo độ phản xạ miền thời gian (TDR) sẽ cho bạn một màn hình đồ họa đẹp về trở kháng so với khoảng cách. Trình phân tích mạng sẽ cung cấp cho bạn dấu vết của Thông số S so với tần số, mà bạn sẽ cần phân tích để xác định trở kháng bạn có. Gợi ý, trong những ngày xưa tồi tệ, một TDR đã thực sự ném một xung xuống theo dõi và lắng nghe những phản ánh. Ngày nay, TDR chỉ đơn giản là Trình phân tích mạng với chức năng FFT để tổng hợp hiệu ứng của xung đó. Cả hai loại thiết bị này đều rất đắt tiền, thậm chí phải thuê trong thời gian ngắn.

Có rất nhiều cách bạn có thể trang bị cho thiết bị rẻ hơn, và một số suy nghĩ, thực hiện các phép đo trở kháng, ngay cả khi không đến 1GHz. Một nguồn logic tốt và phạm vi 'kỹ thuật số nhanh sẽ giúp bạn trở thành một' TDR của người nghèo '. Bộ tạo tín hiệu, bộ thu đo (phạm vi ', đồng hồ đo công suất, bộ phân tích phổ) và một số điểm khai thác cho điện trở và suy nghĩ nhiều hơn một chút sẽ cho phép đo trở kháng tốt trên dải tần số của nguồn và bộ thu của bạn.

Những gì bạn cần là một bộ phân tích mạng .

Đối với dải một đầu thì đây sẽ là "tầm thường" nhưng đối với dải vi sai, bạn sẽ cần một bộ chuyển đổi vì theo như tôi biết hầu hết các máy phân tích mạng là thiết bị một đầu.

Mặc dù bạn nói rằng bạn không thể kết nối đầu nối 50 ohm với dấu vết, bạn sẽ cần tìm cách kết nối chúng với NA. Một tùy chọn là sử dụng cáp dỗ bán cứng nhắc:

Ở đầu kia của dải, bạn sẽ cần phải kết thúc nó đúng cách, với điện trở 50 ohms nối đất.

Nếu không có NA (không may là chúng khá đắt!) Bạn cũng có thể xác định trở kháng đặc tính bằng cách tạo xung, đưa tín hiệu đó đến dải và kiểm tra bằng máy hiện sóng (tại điểm cấp liệu) nếu xung được phản xạ. Nếu bạn chấm dứt dải đúng cách, bạn sẽ không thấy sự phản chiếu. Tôi đã làm điều này từ nhiều năm trước nhưng đó không phải là với dải PCB mà là khoảng 10 mét cáp COAX. Mà tôi phát hiện ra là 75 ohm thay vì 50 mà chúng tôi mong đợi. Dải PCB của bạn có thể hơi ngắn đối với thử nghiệm xung này nhưng có thể là có thể nếu bạn có bộ tạo xung nhanh và máy hiện sóng nhanh (BW cao).