基於網絡分析儀測量近端和遠端串擾

2021-01-16 電子產品世界

力科的信號完整性網絡分析儀SPARQ可快速定位連接器,背板和電纜的串擾,可使用單端或差分埠分配來測量近端串擾(NEXT,next-end crosstalk)或遠端串擾(FEXT, far-end cross talk)。SI工程師可使用8埠或12埠的SPARQ(型號是SPARQ-3008E和SPARQ-3012E)來測量多個差分對通道之間的近端串擾和遠端串擾。 SPARQ因其巨大的價格優勢和易用性,比VNA更普羅眾生,已成為信號完整性領域測量S參數和串擾模型的首選工具。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201610/308733.htm

串擾的挑戰

21 世紀已經見證了雲計算、音視頻流媒體的市場爆炸式增長,消費者期望瞬時獲得乙太網上提供的各種東西。 為了滿足這個需求,信號的比特率在持續提高,相應地帶來了信號完整性問題包括串擾問題越來越普遍。串擾是幹擾源通過邊緣場效應耦合到被幹擾對象的線路上的 噪聲或幹擾。邊緣場耦合臨近傳輸線的信號和回流路徑。 SI工程師正面臨的挑戰是:他們必須應對不斷增長的高通道密度的需求,這種需求對封裝、線徑、過孔和連接器的設計都帶來了挑戰,而且要能預測更高密度帶來 的串擾是否會超過設計上對噪聲可以接受的裕量,要知道極限在哪裡。此外,SI工程師利用SPICE或其它工具仿真串擾首先要對系統進行建模,需要通過測量 真實的DUT的S參數來驗證模型的準確性。

SPARQ的基本操作

力科的信號完整性網絡分析儀SPARQ非常易於配置和操作以 快速測量出NEXT和FEXT。 SPARQ使用內部的OSLT校準套件實現自動的校準,免於手工反覆的的「連接和斷開連接」外部的校準件或「ecal」校準模塊。用戶只要將SPARQ連 接到被測物,配置一些基本設置如截止頻率,測量的點數和埠數然後點擊「Go」就可以完成操作,幾乎不需要任何使用經驗。 SPARQ將從所有DUT埠上按順序採集TDR和TDT波形,在計算DUT的S參數時將利用校準數據對內部的開關矩陣和外部的電纜、夾具效果進行去嵌。 具體關於SPARQ的工作原理請參考應用文章SPARQ S-parameter MeasuremenTMethodology。在測量運算完成後將顯示出S參數結果。 注意,SPARQ將測量出完整的S參數矩陣(VNA用戶將它稱為「full crossbar」配置)

配置SPARQ測量差分的NEXT和FEXT

SPARQ 按單端方式來實現測量,先給一個埠輸入TDR脈衝作為激勵,同時測量出另外相應埠感應到的反射信號,和典型的VNA的方法一樣(所有的埠都要被「掃 描」到,比如對於8埠測量就需要8*7=56個排列組合的連接方式來測量出相應的TDR和TDT)。單端S參數可轉換為混合模式S參數結果,包括差分到 差分、共模到共模以及模式轉換的S參數。單端S參數基於SPARQ埠配置的設置菜單來確定是否轉換為混合模式S參數。SPARQ的埠可以靈活配置,功 能很強大,而且可以在測量之後重新配置來做後續分析。圖2表示的配置用於圖3的網絡連接圖。


SPARQ 用戶能夠同時在時域和頻域觀察NEXT和FEXT。圖4 表示SPARQ配置為顯示了在頻域和時域上的差分到差分和共模到共模的NEXT和FEXT串擾。右邊四個波形是NEXT和FEXT串擾的S參數。左邊四個 波形是時域的結果,為得到這些結果,S 參數通過反向FFT(iFFT)轉換為時域然後再和用戶設定的上升時間的階躍信號進行卷積運算。結果中的時域波形容易理解,上面兩個時域波形表示了微波傳 輸帶結構中的NEXT和FEXT串擾的典型特徵。下面兩個是共模信號的NEXT和FEXT,顯示出阻抗不匹配帶來的相反方向的串擾反射。

這個測量使用的被測物是SPARQ DEMO板,包括了2組耦合的差分對,每組差分對緊密結合在一起,通過線徑厚度和空間距離的變化產生近似100ohm的差分阻抗,如圖5所示。


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