SNA5000X的兩個高級測量功能——平衡測量和TDR測量功能。
首先是平衡測量,這個功能用于測量差分或者共模的DUT。點擊按鍵面板的【Meas】選擇平衡測量,在測試之前,需要根據DUT連接狀態設置端口映射。點擊端口拓撲,選擇拓撲結構,這里【SE】表示single end,即單端端口;【Bal】表示balanced,即平衡端口。我們這里選擇【Balance to balance】。
操作可以看到被測件連接的是一個平衡到平衡的一個巴倫,需要注意的是,正確的設置四個物理端口與兩個邏輯平衡端口的映射關系:物理連接關系是一、二端口為一個邏輯端口,三、四端口作為一個邏輯端口。需要將Port1和Port2確認好,作為一個邏輯端口1,Port3和Port4作為平衡的邏輯端口2。設置好拓撲后,點擊其他就可以進行各個混合S參數的測量。
從下圖示意中可以看到在平衡的S參數中,D表示差分端口,C表示共模端口,S表示單端端口。因為拓撲結構的關系,其中是沒有包含S的,也就是單端端口。
比如Sdc21作為矢網邏輯端口1輸出共模信號,矢網邏輯端口2接收差分信號。這樣一個過程的一個差損,選擇Sdd21或者Sdc21,Sdd21的話,就是差分到差分的一個差損。另外,若選擇ImBal1或者2測量邏輯端口S對應DUT端口的阻抗,也是如此。而選擇Sdd21/Scc21。測的就是巴倫的一個共模抑制比。
第二個高級測量功能是TDR。TDR全稱是時域反射計,它是矢網本身的頻域響應,通過逆傅里葉變換得到的時域結果。TDR功能可以更直觀的測得DUT在不同距離和位置的阻抗變化。
點擊【Math-TDR】,打開【TDR】進入【TDR】模式。進入TDR模式后,一般會彈出一個向導窗口(如下圖),按照向導的步驟一一執行即可。如若不按向導,也可通過對TDR模式的理解,在Setup界面進行一個設置。
以下再不使用TDR Setup Wizard這個向導的情況下,則需要在屏幕下方的Setup欄中進行相關操作:
第一步是選擇拓撲結構。如果只關注阻抗指標的話,可以用一端口拓撲測試,也就是利用反射系數計算出阻抗值。選擇拓撲,可以選擇一個,比如測一個差分的一端口。
第二步是設置DUT Length。DUT Length的設置原則是需略大于被測件的真實電長度,比如測量一個1米長的線纜,需要根據線纜的真實長度計算出它對應的電長度。因為這里DUT Length的單位是時間,那計算公式就是:長度等于光速乘以DUT Length,再乘以一個速度因子。這個速度因子,一般在被測線纜的指標中會給出來,它的值大概是在0.6-0.9左右。
根據線纜不同的質量,速度因子也會有所不同。假如設置一個0.66,可以看到設置好速度因子之后,上面介電常數也會自動計算出來。從這一點可以看出,實際上這兩個設置項是相互關聯的。而根據被測件的不同,一般所說的速度因子,它的表現的形式也不同,比如被測件是一個PCB板,可能更習慣給一個介電常數的指標,而不是速度因子,這時候就可以去輸入它的一個介電常數。比如PCB板大概有個3.4的一個介點常數,那這個時候它對應的速度因子大概就零點五幾,根據這一套原則可以設置出DUT Length。
另外,也可以點擊Auto,讓系統自動測量一個DUT Length。不過在使用這個功能的時候,需要完整的將被測件和測試線纜連接好,在連接好了之后再點【Measure】,測量之后點擊【Finish】。
第三步是校準。這個校準分兩種情況,如果DUT的接口是同軸的,就可以配合校準件或者電子校準件來完成一個標準的Basic校準。如果是非同軸的話,就要考慮用TDR功能中特有的延時補償和延時損耗補償這兩種方式來完成一個校準。
由于這里的被測件是一個同軸SMA接口的,便使用一個電子校準件來進行校準。TDR的校準和正常VAN模式下的校準實際上是非常相似的,只需要點擊【Basic cal】或者【ECal】即可完成同軸下的校準。校準了之后可以看得到,在沒有連接任何被測件的情況下(也就是末端是開路),可以看到圖中跡線的上升沿部分,和紅色參考面是重合的。這就基本就完成了測試前的一些準備工作和設置,這些設置有效的保證了測試結果的準確性。
在TDR的測試過程中,還可以在【TDR-TDT】這個選項卡中找到【Scale】,在【Scale】中調整XY軸的刻度和參考位置,方便對結果進行觀察和分析。先設置一個參考的位置,這里設置的是-2ns,下圖可以看到被測件的長度并不算很長,所以考慮將X軸的刻度設的稍微小一點,比如1ns,這個時候發現還是在屏幕中占據相當小的一部分。
再進行一些微調,比如設射程為500ps,相應參考位置也需要設的更小一些。下圖顯示的跡線就是這一段差分阻抗變換線的一個阻抗測量結果。在TDR中,它的橫軸是表示的時間,縱軸表示的是阻抗值,
這時可以使用一個Marker:可以在下面的一個設置框中選擇Marker,也可以在按鍵面板上直接打Marker。這時候,若打到其中某個值,便可以看到它基本上還是在100歐附近做一個變換。
Marker值中會顯示在X軸上的距離,以及它所對應的一個時間,或者叫電長度,它距離大概是160毫米,以及它的阻抗值在這個點大概是80歐姆。
審核編輯 黃宇
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