示波器用于測量時(shí)域信號,測量電壓與時(shí)間的關(guān)系,信號來自有源待測設(shè)備。但是互連是無源結(jié)構(gòu),不會自己產(chǎn)生信號。要測量表征互連,需要一個(gè)激勵(lì)響應(yīng)系統(tǒng)。
目前有兩種主要的激勵(lì)響應(yīng)系統(tǒng)用于表征互連:用于測量頻域中S參數(shù)的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀 (VNA),以及用于測量時(shí)域中脈沖響應(yīng)的時(shí)域反射計(jì)(TDR),各自使用不同類型的激勵(lì)信號,但只要互連是線性的、無源的和時(shí)不變的,S 參數(shù)和脈沖響應(yīng)都可以不同的形式表示相同信息,并且可以從一種轉(zhuǎn)換為另一種。
那么,在表征高速互聯(lián)時(shí),你需要哪個(gè)?我們將簡要介紹每種方法,以及選擇合適方法的考量因素。
什么時(shí)候需要使用TDR?
當(dāng)使用階躍快沿信號作為激勵(lì)并查看響應(yīng)時(shí),我們將這些測量稱為時(shí)域反射測量或 TDR 測量。反射回來的稱為時(shí)域反射信號,此外還有傳輸波,即時(shí)域傳輸信號。TDR 一般有 1 端口或 2 端口,后者能夠提供差分TDR測量。
雖然TDR比 VNA 更易于使用,但 TDR 儀器在用于激勵(lì)互連的信號帶寬和上升時(shí)間方面受到更多限制。
你可以在下面的應(yīng)用中使用TDR:
測量帶寬大于5MHz,小于15GHz,單端或者差分測量;
測量上升時(shí)間大于35ps(吉布斯現(xiàn)象調(diào)整后為65ps);
關(guān)注的測量參數(shù)包括:互聯(lián)的阻抗曲線;互聯(lián)的時(shí)延;均勻傳輸線的有效介電常數(shù);不連續(xù)點(diǎn)在特定上升時(shí)間的阻抗;不連續(xù)點(diǎn)的過量電感或電容;
正在進(jìn)行1端口或2端口測量;
不需要了解頻域的S參數(shù);
預(yù)算有限
什么時(shí)候需要WavePulser 40iX
為了獲得 S 參數(shù)(散射參數(shù)),使用正弦波作為激勵(lì)。正弦波具有三個(gè)特征參數(shù):頻率、幅度和相位。對于所有線性、無源、時(shí)不變互連,信號頻率不變,幅度和相位會發(fā)生變化,通過進(jìn)入其他端口的散射波與入射波相比的形式,來表征互聯(lián)的行為特征。
雖然傳統(tǒng)上 S 參數(shù)是由 VNA 測量的,但力科提供 WavePulser 40iX 高速互連分析儀,可以從同一采集中計(jì)算出 TDR和S 參數(shù)。
你需要WavePulser:
測量帶寬大于5MHz,小于40GHz;
測量上升時(shí)間大于9ps(吉布斯現(xiàn)象調(diào)整后為25ps);
需要3端口或者4端口的測量;
需要S參數(shù)去嵌和仿真;
關(guān)注以下測量:串?dāng)_;差分傳輸線的行為模型;傳輸線的頻率相關(guān)的時(shí)延和損耗;
預(yù)算相對足夠;
什么時(shí)候需要VNA?
在某些情況下 WavePulser 不夠用,將需要傳統(tǒng)的 VNA 來產(chǎn)生滿足測量需求。
如果你需要:
需要計(jì)量級 S 參數(shù)(動態(tài)范圍大于70 dB或精度小于 0.1 dB);
測量帶寬大于40GHz;
關(guān)注測量:窄帶小于5MHz;低頻小于5MHz;高Q諧振器;
預(yù)算充足;