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PCB电路板差分阻抗测试技术

编辑:欣达电子   发表日期 : 2018-10-18   阅读量:2

IPC-TM-650测试手册是一套全面性PCB产业测试规格,从PCB的机械特性、化学特性、物理特性、电气特性、环境特性等方面提供了详尽测试方法及测试要求。该手册的2.5节描述了PCB电气特性,而其中的2.5.5.7a则全面介绍了PCB特征阻抗测试方法和相应的测试仪器要求,并包含了单端走线和差分走线的阻抗测试。

 

TDR基本原理

图1是一个阶跃讯号在传输线(如PCB走线)上传输时的示意图。而传输线是透过电介质与GND分隔的,就像无数个微小的电容器并联。当电讯号到达某个位置时,就会使该位置上的电压产生变化,如同为电容器充电。由于传输线在此位置上具备对地电流迴路,因此会产生阻抗。但该阻抗只有阶跃讯号自身才能感觉到,这就是所谓的特征阻抗。

 

当传输线上出现阻抗不连续的现象时,在阻抗变化之处的阶跃讯号就会产生反射现象,若对反射讯号进行取样并显示在示波器屏幕上,就会得到图2所示的波形,该波形显示了一条被测试的传输线在不同位置上的阻抗变化。

 

我们可以比较图2中的两个波形。这是使用两台解析度不同的TDR设备在测试同一条传输线时获得的测试结果。两款设备对传输线阻抗变化的反映不同,一个明显而另一个不明显。TDR设备感测传输线阻抗不连续的解析度主要取决于TDR设备发出之阶跃讯号上升时间的快慢,快的上升时间可获得高解析度。而TDR设备的上升时间往往和测试系统的频宽相关,频宽高的测试系统拥有更快的上升时间。从另一个角度考虑,TDR设备的系统频宽限制了TDR测试的解析度。在IPC-TM-650测试手册中,对TDR设备的上升时间是依照系统上升时间(tsys)来定义。