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矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀關(guān)于 PCB 阻抗測(cè)試實(shí)例分享
PCB 阻抗測(cè)試是確保電子設(shè)備信號(hào)完整性和系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵步驟，其主要目的是評(píng)估 PCB 上的信號(hào)傳輸特性，確保信號(hào)在傳輸過(guò)程中不會(huì)因阻抗不匹配而導(dǎo)致信號(hào)衰減、反射或受到干擾。
測(cè)試方法包括：時(shí)域反射法、駐波比測(cè)試法、飛針測(cè)試法等，選擇合適的測(cè)試方法取決于具體的測(cè)試需求、精度要求以及成本預(yù)算。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，更高效、準(zhǔn)確的測(cè)試手段將持續(xù)發(fā)展，為 PCB 設(shè)計(jì)與制造提供更強(qiáng)有力的支持。本期分享的是時(shí)域反射法。
測(cè)試場(chǎng)景圖
圖 1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試場(chǎng)景圖
被測(cè)材料實(shí)物圖
圖 2 PCB 阻抗條實(shí)物圖
測(cè)試原理
當(dāng)信號(hào)傳輸路徑中發(fā)生阻抗變化時(shí)，一部分信號(hào)會(huì)被反射，另一部分信號(hào)會(huì)繼續(xù)沿傳輸路徑傳輸。通過(guò)測(cè)反射波的電壓幅度，從而計(jì)算出阻抗的變化；同時(shí)，只要測(cè)量出反射點(diǎn)到信號(hào)輸出點(diǎn)的時(shí)間值，就可以計(jì)算出傳輸路徑中阻抗點(diǎn)的位置。
PCB 上的微帶線(xiàn)或帶狀線(xiàn)的阻抗主要由其物理尺寸（如線(xiàn)寬、線(xiàn)間距、介質(zhì)厚度、介電常數(shù)等）決定。通過(guò)電磁場(chǎng)理論和傳輸線(xiàn)理論，可以計(jì)算出理論上的特征阻抗值。常用的計(jì)算公式包括微帶線(xiàn)和帶狀線(xiàn)的阻抗公式，這些公式考慮了導(dǎo)體尺寸、絕緣材料的介電常數(shù)以及導(dǎo)體與參考平面的距離等因素。
圖 3 阻抗測(cè)試原理
測(cè)試內(nèi)容
1.準(zhǔn)備測(cè)試設(shè)備和工具，包括矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、測(cè)試探頭、固定裝置和測(cè)試夾具。
2.安裝測(cè)試探頭到待測(cè)部分，連接測(cè)試設(shè)備，設(shè)置測(cè)試參數(shù)。
3.開(kāi)始測(cè)試，觀(guān)察測(cè)試儀的顯示屏并記錄結(jié)果。
經(jīng)過(guò)測(cè)試，數(shù)據(jù)結(jié)果如下所示。
友商阻抗測(cè)試儀搭配第三方軟件，使用差分探頭進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：
圖4.1 友商測(cè)試結(jié)果圖
創(chuàng)遠(yuǎn)T6+阻抗測(cè)試儀，打開(kāi)TDR功能，使用差分探頭進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下所示。
圖4.2 創(chuàng)遠(yuǎn)測(cè)試結(jié)果圖
需要重點(diǎn)關(guān)注的是阻抗測(cè)試曲線(xiàn)區(qū)間內(nèi)的平均值。
友商的網(wǎng)分阻抗測(cè)試儀結(jié)果數(shù)值為阻抗線(xiàn) 30% 至 70%之間的阻抗平均值；T6+阻抗測(cè)試儀結(jié)果數(shù)值取了某段阻抗測(cè)試線(xiàn)的阻抗平均值。
此次數(shù)據(jù)對(duì)比，共測(cè)試了15組差分阻抗線(xiàn)，重點(diǎn)對(duì)比網(wǎng)分間的測(cè)試差異。
測(cè)試數(shù)據(jù)一覽表：
經(jīng)過(guò)測(cè)試，創(chuàng)遠(yuǎn)與友商阻抗測(cè)試儀的差分阻抗值差異小于2 ohm，均符合產(chǎn)品規(guī)格書(shū)的標(biāo)稱(chēng)值。
(空格分隔,最多3個(gè),單個(gè)標(biāo)簽最多10個(gè)字符)
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