Testudstyr
Testen af signalintegritet er den samme som simuleringsberegningen, som begge skal analyseres i både tidsdomænet og frekvensdomænet; signalintegritetstesten af det elektriske stik i tidsdomænet bruger hovedsageligt tidsdomæne reflektometer.
(TDR) for at teste ændringen af den elektriske stiks karakteristiske impedans, vises testresultatet på displayet for tidsdomænereflektometeret (TDR) i form af en kurve. Testinstrumentet, der anvendes til signalintegritetsanalyse i frekvensdomænet, er vektornetværksanalysatoren (VNA). Vektornetværksanalysatorens (VNA) hovedfunktion er at teste S-parametrene for multikonduktoren i det elektriske stik. Med forbedringen af instrumentet kan en del af det også teste den karakteristiske impedansværdi i tidsdomænet. Sammenlignet med testområdet for disse to instrumenter viser det sig, at vektornetværksanalysatoren (VNA) har en bredere vifte af applikationer, især efter at den karakteristiske impedanstest er tilføjet, er det fuldstændigt muligt at bruge dette instrument til at fuldføre elektrisk stik Test af signalintegritet; lad os derfor tale om vektornetværksanalysatoren (VNA) i dag for at teste de relaterede parametre for signalintegriteten af USB 3.1 Type C elektrisk stik.
I processen med signalintegritetstestning af elektriske stik, ud over at vælge passende måleinstrumenter, vil forbindelsesmetoden og valget af forbindelsesledninger også have en enorm indflydelse på måling af stikket. Når man tester et lavhastighedsforbindelsessystem, vælges det normalt at forbinde det testede system direkte med måleinstrumentet gennem en ledning og en testledning til test. Sådanne forbindelsesmetoder kan ses overalt, såsom testprocessen for et multimeter, forbindelsesmetoden for et oscilloskop osv. En sådan testmetode vil ikke have stor indflydelse på resultatet ved måling af elektriske signaler på et lavhastighedssystem, men det er anderledes i højhastigheds-æraen I et højhastighedstransmissionssystem, såsom signaloverførsel i et højhastigheds-elektrisk stik, vil små strukturelle ændringer i kontaktdelen have en enorm indflydelse på transmission af højhastighedssignaler , især forårsager diskontinuitet i impedans og stigende refleksion. Derfor har valget af forbindelseslinje og forbindelsestilstand en meget vigtig indvirkning på signalintegriteten af testpunktstikket. Den aktuelle målemetode bruger hovedsageligt et dedikeret radiofrekvens-SMA-stik til at forbinde USB 3.1 Type C elektrisk stik og vektornetværksanalysatoren (VNA). SMA er faktisk et stik, dets engelske navn er Sub-Miniature-A, også kendt som SMA-serie RF koaksialstik. SMA koaksialstik er en slags mikrobølgesignaldetektion, der almindeligvis anvendes inden for 26,5 GHz. Dens struktur er også opdelt i mand og kvinde. Forbindelsesdelens struktur er hovedsageligt den centrale kontaktdel til signaloverførsel, realisering af afskærmning og Den isolerende indpaknings- og understøtningsdel og den eksterne kontaktdel, der realiserer forbindelsen mellem mandlige og kvindelige hoveder. Generelt er hanstikket på koaksial linjen, og hunstikket er på udstyret eller instrumentet. De mandlige og kvindelige hoveder er forbundet via en gevindstruktur, som er mere stabil.
Instrumentkalibrering
I testeksperimentet er nøjagtigheden af måledataene direkte relateret til nøjagtigheden af det objekt, der skal testes, og testprocessens troværdighed. For at sikre nøjagtigheden og pålideligheden af måleresultaterne er det derfor nødvendigt at kalibrere testudstyret inden den eksperimentelle test for at undgå måleafvigelsen af udstyret ved langvarig brug og endda store afvigelser, hvilket vil gøre testarbejdet. Bragt en masse usikkerhed. Derfor er det nødvendigt at kalibrere testinstrumentet for at sikre nøjagtigheden, sandheden og gyldigheden af testdataene. Det testudstyr, vi valgte, er en vektornetværksanalysator (VNA), SMA-stik og en testarmatur designet af os selv. Derfor skal vektornetværksanalysatoren (VNA) kalibreres, før testen fortsættes. Da testmetoden til netværksanalysatoren (VNA) udføres i frekvensdomænet, er det ligeglad med den interne struktur af det objekt, der testes under testen, og behøver kun at opnå de relevante parametre for referenceplanerne på begge sider. Imidlertid er referenceplanet i den aktuelle måleproces ofte ikke ved grænsefladen for det målte objekt, men inde i vektornetværksanalysatoren. Der vil være store fejl i måleprocessen, så det er nødvendigt at kalibrere referenceplanet og bestå kalibreringen. , Referenceplanet flyttes til de to ender af det målte objekt for at eliminere systemfejlen; faktisk er processen med fejleliminering en proces med matematisk operation, og det faktiske måleresultat er karakteristikken, der ikke har noget at gøre med det målte objekts faktiske karakteristiske vektor.Det er dannet af vektorsuperposition, så længe du kender karakteristikken vektor, der ikke har noget at gøre med det målte objekt, er det let at eliminere denne del af fejlen, og resultatet efter eliminering af de irrelevante faktorer er det reelle måleresultat.
Der er to almindeligt anvendte metoder til kalibrering af VNA (Vector Network Analyzer), SOLT-kalibrering og
TRL-kalibrering. Det fulde engelske navn på SOLT er Short Open Load Transmission, hvilket betyder kortslutnings-, open circuit-, load- og transmissionskalibreringsmetoder. Det fulde engelske navn for TRL er Transmission Reflection Line, som er kalibreringsmetoden for lige igennem, refleksion og transmissionslinjer. De specifikke fordele og ulemper er vist i følgende tabel:
Ved at sammenligne egenskaberne ved de to kalibreringsmetoder, i undersøgelsen af dette emne, den begrænsede
TRL-kalibreringsmetode med høj grad af nøjagtighed. TRL-kalibreringsmetoden er relativt enkel til kalibreringsprocessen for vektornetværksanalysatoren. Den specifikke proces har tre trin: Kalibrering af lige forbindelse, kalibrering af refleksionsforbindelse og kalibrering af forbindelsesforsinkelse. Disse tre trin er forskellige forbindelsesmetoder, der kalibreres en efter en uden forskel. Den specifikke kalibreringsproces er som følger:
(1) Thru-forbindelseskalibrering (Thru): Det er faktisk at forbinde direkte port 1 og port 2 på referenceplanet og derefter udføre måling som vist i følgende figur:
(2) Reflekter forbindelseskalibrering (Reflect): Det er nødvendigt at tilføje en belastning med en stor reflektionskoefficient midt i referenceplanet. Den nemmeste måde er at frakoble de to referenceplaner direkte som vist i følgende figur:
(3) Kalibrering af forsinkelsesforbindelsestilslutning (linje): Udfør måling ved at forbinde en transmissionslinie, der matcher impedansen af det testede objekt mellem de to referenceplaner, som vist i følgende figur:
Efter disse tre kalibreringstrin kan fejlen i den midterste fejlfelt i de to måleplaner beregnes, og det faktiske testresultat af det testede objekt kan opnås ved at udføre matematiske operationer med de originale testresultater.
Design af testarmatur
Nøglen til designet af testarmaturet er valget af den nye struktur af printkorttransmissionsledningen og indstillingen af differentiel impedans.
Sæt. PCB-transmissionslinjens struktur er hovedsageligt sammensat af mikrostripslinje, stripelinje og coplanar guidet bølge. Ifølge beskrivelsen af disse strukturelle egenskaber i kapitel 2,
det konstateres, at stribelinien er meget velegnet til brug ved test af højhastighedsforskningsobjekter, uanset dens magnetfeltfordeling, impedanskontrol eller dets anti-interferensevne.
I undersøgelsen af emnet vælges stripline-strukturen som transmissionslinjen på PCB-kortet i testarmaturet.
Tidligere, til beregning af striplineimpedans, blev grundlæggende parametre såsom materialegenskaber, tykkelse og linjebredde ofte bragt ind i den empiriske formel til beregning, men den empiriske formel er ikke særlig nøjagtig,
og det er beregnet.
Processen er meget kompliceret og fejlbehæftet. Siden Polar Company lancerede den klassiske impedansberegningssoftware Polar SI9000, er impedansberegningsprocessen og besværligheden reduceret kraftigt,
så denne software bruges til at beregne stripline impedans design. I henhold til transmissionskarakteristikkerne for det elektriske USB 3.1 Type C-stik er transmissionslinjens differentiale impedans 100Ω, og den enkeltede impedans er 50Ω. Under denne forudsætning opnås de forskellige parameterværdier for stripelinjen gennem softwaren, som vist i den følgende tabel.
I selve testen behøver du kun at forbinde de mandlige og kvindelige stik og forbinde dem til vektornetværksanalysatoren via SMA.
Dataanalyse af testresultater
Tilslut USB 3.1 Type C elektrisk stik, testarmatur og vektornetværksanalysator som vist i figur 5-9, og test derefter de relevante parametre for det elektriske stik, og efter analyse af de målte resultater skal du vælge Et par differenspar bruges til detaljeret analyse. Figur 5-11 er sammenligningen mellem den målte TDR-karakteristiske impedans af differentieringsparret og simuleringsresultaterne, Figur 5-12, Figur 5-13, Figur 5-14, Figur 5-15 Det er et sammenligningstabel over målte S-parametre og simulerede S-parametre.
Ifølge ovenstående komparative analyse viser det sig, at testresultaterne og simuleringsresultaterne ikke overlapper fuldstændigt, og der er altid en vis grad af fejl.
Testresultaterne ser altid ud til at have dårligere præstationer sammenlignet med simuleringsresultaterne, men uanset hvilket parameterresultat der sammenlignes, kan det konstateres, at kurvetendensen for testresultatet altid er konsistent med simuleringsresultatets testkurvetrend, der er ingen signifikante udsving.
Årsagerne til fejlen analyseres som følger:
(1) Forkert menneskelig drift og miljøfaktorer, fejlene forårsaget af disse faktorer kan ikke fjernes fuldstændigt, men fejlene kan reduceres ved standarddrift og valg af et passende testmiljø.
(2) I den elektromagnetiske simuleringssoftware er modellen meget pæn og ser ikke ud til at være beskadiget eller indhakket, men det elektriske stik i selve testen opnås gennem trin-for-trin behandling og samling.
I produktionsprocessen vil der uundgåeligt være nogle fejl i størrelsen på det elektriske stiks transmissionsledning, og stiften kan ikke være helt glat. Under samleprocessen kan der være slid og ridser på hver del.
Disse tilsyneladende mindre problemer vil blive afspejlet i transmissionsprocessen med høj hastighed.
(3) Tilsvarende har problemet med elektriske forbindelsesmaterialer også en vis indvirkning. I simuleringssoftwaren kræves det, at materialerne i hver del af punktforbindelsesstrukturen er ensartede, og materialernes egenskaber er også indstillet som konstanter, men i faktisk testning Det valgte elektriske stik kan ikke opnå en fuldstændig ensartet distribution af materialer, materialeegenskaberne kan heller ikke forblive uændrede under testen.
Disse ændringer vil også medføre fejl i testresultaterne.
Selv disse små fejl vil ikke påvirke pålideligheden af verifikationssimuleringen og gennemførligheden af optimeringen af det elektriske stik. Baseret på analysen af resultaterne er simuleringsresultaterne af den elektromagnetiske simuleringssoftware HFSS, der er brugt i dette emne, sand og pålidelig i designet af elektriske højhastighedsstik, og optimeringen af dette elektriske stik skal opfylde kravene i dets design transmission hastighed.
velkommen til at besøge vores hjemmeside:www.kabasi-connector.com
eller du kankontaktmed os direkte.
