Testilaitteisto
Signaalin eheyden testi on sama kuin simulointilaskelma, jotka molemmat on analysoitava sekä aika- että taajuusalueella; aikatason sähköliittimen signaalin eheystesti käyttää pääasiassa aikatason reflektometriä.
(TDR) sähköliittimen ominaisimpedanssin muutoksen testaamiseksi testitulos näytetään aika-alue-reflektometrin (TDR) näytöllä käyrän muodossa. Taajuusalueen signaalin eheysanalyysiin käytetty testiväline on vektoriverkkoanalysaattori (VNA). Vektoriverkkoanalysaattorin (VNA) päätehtävä on testata sähköliittimen monijohtimen S-parametrit. Instrumentin parantamisen myötä osa siitä voi myös testata ominaista impedanssiarvoa aikatasossa. Siksi näiden kahden laitteen testialueeseen verrattuna havaitaan, että vektoriverkkoanalysaattorilla (VNA) on laajempi sovellusalue, varsinkin kun ominaisimpedanssitesti on lisätty, on täysin mahdollista käyttää tätä sähköliitin Signaalin eheyden testaus; puhutaan siis tänään vektoriverkkoanalysaattorista (VNA) testattaaksemme USB 3.1 Type C -sähköliittimen signaalin eheyden parametrit.
Sähköliittimien signaalin eheystestauksessa sopivan mittauslaitteen valitsemisen lisäksi liitäntämenetelmällä ja liitäntäjohtojen valinnalla on myös valtava vaikutus liittimen mittaukseen. Testattaessa pienen nopeuden liitäntäjärjestelmää valitaan yleensä kytkemään testattava järjestelmä suoraan mittauslaitteeseen johtimen ja testijohdon kautta testausta varten. Tällaisia liitäntämenetelmiä voidaan nähdä kaikkialla, kuten yleismittarin testausprosessi, oskilloskoopin liitäntämenetelmä jne. Tällaisella testausmenetelmällä ei ole suurta vaikutusta tulokseen mitattaessa sähköisiä signaaleja pienen nopeuden järjestelmässä, mutta se on erilainen suurten nopeuksien aikakaudella. Nopeassa siirtojärjestelmässä, kuten signaalin siirrossa nopeassa sähköliittimessä, pienillä kosketusosan rakenteellisilla muutoksilla on valtava vaikutus suurten nopeuksien signaalien lähetykseen , mikä aiheuttaa erityisesti epäjatkuvuuden impedanssissa ja lisää heijastusta. Siksi yhteyslinjan ja liitäntätavan valinnalla on erittäin tärkeä vaikutus testipisteliittimen signaalin eheyteen. Nykyinen mittausmenetelmä käyttää pääasiassa erillistä radiotaajuista SMA-liitintä USB 3.1 Type C -sähköliittimen ja vektoriverkkoanalysaattorin (VNA) liittämiseen. SMA on itse asiassa liitin, sen englanninkielinen nimi on Sub-Miniature-A, joka tunnetaan myös nimellä SMA-sarjan RF-koaksiaaliliitin. SMA-koaksiaaliliitin on eräänlainen mikroaaltosignaalin tunnistus, jota käytetään yleisesti 26,5 GHz: n taajuudella. Sen rakenne on jaettu myös miehiin ja naisiin. Liitinosan rakenne on pääosin signaalilähetyksen keskeinen kosketusosa, suojauksen toteuttaminen ja eristävä kääre- ja tukiosa sekä ulkoinen kosketinosa, joka toteuttaa uros- ja naaraspäiden yhteyden. Yleensä urosliitin on koaksiaalilinjassa ja naarasliitin laitteessa tai instrumentissa. Uros- ja naaraspäät on kytketty vakaamman kierteisen rakenteen kautta.
Laitteen kalibrointi
Testikokeessa mittaustietojen tarkkuus liittyy suoraan testattavan kohteen tarkkuuteen ja testiprosessin uskottavuuteen. Siksi mittaustulosten tarkkuuden ja luotettavuuden varmistamiseksi on tarpeen kalibroida testauslaitteet ennen kokeellista testiä, jotta vältetään laitteen mittauspoikkeamat pitkäaikaisessa käytössä ja jopa suuret poikkeamat, jotka aiheuttavat testityö. Toi paljon epävarmuutta. Siksi testitietojen tarkkuuden, totuudenmukaisuuden ja oikeellisuuden varmistamiseksi on tarpeen kalibroida testilaite. Valitsemamme testilaitteet ovat vektoriverkkoanalysaattori (VNA), SMA-liitin ja itse suunnittelemamme testilaite. Siksi vektoriverkkoanalysaattori (VNA) on kalibroitava ennen testin jatkamista. Koska verkkoanalysaattorin (VNA) testimenetelmä suoritetaan taajuusalueella, se ei välitä testattavan kohteen sisäisestä rakenteesta testin aikana ja tarvitsee vain saada vertailutasojen asiaankuuluvat parametrit molemmista sivuilla. Todellisessa mittausprosessissa vertailutaso ei kuitenkaan useinkaan ole mitatun kohteen rajapinnassa, vaan vektoriverkkoanalysaattorin sisällä. Mittausprosessissa on suuria virheitä, joten on tarpeen kalibroida vertailutaso ja läpäistä kalibrointi. , Vertailutasoa siirretään mitatun kohteen kahteen päähän järjestelmävirheen eliminoimiseksi; itse asiassa virheen eliminointiprosessi on matemaattisen toiminnan prosessi, ja todellinen mittaustulos on ominaisuus, jolla ei ole mitään tekemistä mitatun kohteen todellisen ominaisvektorin kanssa. Se muodostuu vektorin päällekkäisyydestä, niin kauan kuin tiedät ominaisuuden vektori, jolla ei ole mitään tekemistä mitatun kohteen kanssa, virheen tämä osa on helppo eliminoida, ja tulos merkityksettömien tekijöiden poistamisen jälkeen on todellinen mittaustulos.
Vektoriverkkoanalysaattorin (VNA) kalibroinnissa on kaksi yleisesti käytettyä menetelmää, SOLT-kalibrointi ja
TRL-kalibrointi. SOLTin englanninkielinen nimi on lyhyt avoimen kuormituksen lähetys, joka tarkoittaa oikosulku-, avoin piiri-, kuormitus- ja lähetyksen kalibrointimenetelmiä. TRL: n täydellinen englanninkielinen nimi on Transmission Reflection Line, joka on suora-, heijastus- ja siirtolinjojen kalibrointimenetelmä. Erityiset edut ja haitat on esitetty seuraavassa taulukossa:
Vertailemalla kahden kalibrointimenetelmän ominaisuuksia tämän tutkimuksen yhteydessä rajoitettu
TRL-kalibrointimenetelmä suurella tarkkuudella. TRL-kalibrointimenetelmä on suhteellisen yksinkertainen vektoriverkkoanalysaattorin kalibrointiprosessille. Kyseisellä prosessilla on kolme vaihetta: suoran yhteyden kalibrointi, heijastusyhteyden kalibrointi ja viivayhteyden kalibrointi. Nämä kolme vaihetta ovat erilaisia yhteysmenetelmiä, jotka kalibroidaan yksi kerrallaan ilman eroa. Erityinen kalibrointiprosessi on seuraava:
(1) Läpiviennin kalibrointi (läpi): Itse asiassa se on liitettävä suoraan vertailutason portit 1 ja 2 ja suoritettava sitten mittaus seuraavan kuvan mukaisesti:
(2) Reflect-liitännän kalibrointi (Reflect): Vertailutason keskelle on lisättävä kuormitus, jolla on suuri heijastuskerroin. Helpoin tapa on irrottaa kaksi vertailutasoa suoraan seuraavan kuvan mukaisesti:
(3) Viivästetty linjayhteyden kalibrointi (linja): Suorita mittaus kytkemällä testattavan kohteen impedanssia vastaava voimajohto kahden vertailutason väliin seuraavan kuvan mukaisesti:
Näiden kolmen kalibrointivaiheen jälkeen voidaan laskea kahden mittaustason keskivirheikkunan virhe ja testatun kohteen todellinen testitulos voidaan saada suorittamalla matemaattisia operaatioita alkuperäisillä testituloksilla.
Testilaitteen suunnittelu
Testauslaitteen suunnittelun avain on piirilevyjen siirtolinjan uuden rakenteen valinta ja differentiaalisen impedanssin asettaminen.
Aseta. Piirilevyjen siirtolinjan rakenne koostuu pääasiassa mikroliuskajohdosta, nauhalinjasta ja samantasoisesta ohjatusta aallosta. Näiden rakenteellisten ominaisuuksien 2 luvussa esitetyn kuvauksen mukaan
havaitaan, että nauhalinja on erittäin sopiva käytettäväksi suurten nopeuksien tutkimuskohteiden testauksessa riippumatta sen magneettikentän jakautumisesta, impedanssin ohjauksesta tai häiriöidenestokyvystä.
Kohteen tutkimuksessa liuskalinjan rakenne valitaan siirtolinjaksi testilaitteen piirilevylle.
Aikaisemmin nauhalinjan impedanssin laskemiseksi empiiriseen kaavaan tuotiin usein perusparametrit, kuten materiaalin ominaisuudet, paksuus ja viivan leveys, mutta empiirinen kaava ei ole kovin tarkka,
ja se on laskettu.
Prosessi on hyvin monimutkainen ja altis virheille. Siitä lähtien, kun Polar Company lanseerasi klassisen impedanssin laskentaohjelmiston Polar SI9000, impedanssin laskentaprosessi ja raskaus ovat vähentyneet huomattavasti,
joten tätä ohjelmistoa käytetään laskemaan nauhalinjan impedanssisuunnittelu. USB 3.1 Type C -sähköliittimen lähetysominaisuuksien mukaan voimajohdon differentiaalinen impedanssi on 100Ω ja yksipäinen impedanssi on 50Ω. Tässä lähtökohdassa nauhalinjan eri parametriarvot saadaan ohjelmiston avulla, kuten seuraavassa taulukossa on esitetty.
Todellisessa testissä sinun on liitettävä vain uros- ja naarasliittimet ja liitettävä ne vektoriverkkoanalysaattoriin SMA: n kautta.
Testitulosten data-analyysi
Kytke USB 3.1 Type C -sähköliitin, testauslaite ja vektoriverkkoanalysaattori kuvan 5-9 mukaisesti ja testaa sitten sähköliittimen asiaankuuluvat parametrit. Kun olet analysoinut mitatut tulokset, valitse Yksi pari differentiaalipareja. yksityiskohtaista analyysiä varten. Kuva 5-11 on vertailu differentiaaliparin mitatun TDR-ominaisimpedanssin ja simulointitulosten välillä, Kuva 5-12, Kuva 5-13, Kuva 5-14, Kuva 5-15 Se on mitattujen S-parametrien vertailukaavio ja simuloitu S-parametreja.
Yllä olevan vertailevan analyysin mukaan havaitaan, että testitulokset ja simulaatiotulokset eivät ole täysin päällekkäisiä, ja virheitä on aina tietty.
Testituloksilla näyttää olevan aina huonompi suorituskyky kuin simulointituloksilla, mutta riippumatta siitä, mitä parametritulosta verrataan, voidaan todeta, että testituloksen käyrän suuntaus on aina yhdenmukainen simulointituloksen testikäyrän trendin kanssa, ja merkittävää vaihtelua ei ole.
Virheen syitä analysoidaan seuraavasti:
(1) Ihmisen virheellinen toiminta ja ympäristötekijät, näiden tekijöiden aiheuttamia virheitä ei voida täysin poistaa, mutta virheitä voidaan vähentää vakiotoiminnalla ja valitsemalla sopiva testiympäristö.
(2) Sähkömagneettisessa simulaatio-ohjelmassa malli on erittäin siisti eikä se näytä olevan vaurioitunut tai lovinen, mutta varsinaisen testin sähköliitin saadaan vaiheittainen käsittely ja kokoonpano.
Tuotantoprosessissa sähköliittimen siirtolinjan koossa on väistämättä joitain virheitä, ja tappi ei voi olla täysin sileä. Asennusprosessin aikana kullakin osalla voi olla kulumia ja naarmuja.
Nämä näennäisesti pienet ongelmat heijastuvat nopeaan signaalinsiirtoprosessiin.
(3) Vastaavasti sähköliitäntämateriaalien ongelmalla on myös tietty vaikutus. Simulaatio-ohjelmistossa pistoliittimen rakenteen jokaisen osan materiaalien vaaditaan olevan yhtenäisiä, ja materiaalien ominaisuudet asetetaan myös vakioiksi, mutta varsinaisessa testauksessa Valitulla sähköliittimellä ei voida saavuttaa täysin tasaista materiaalijakaumaa, materiaalin ominaisuudet eivät myöskään voi pysyä muuttumattomina testin aikana.
Nämä muutokset aiheuttavat myös virheitä testituloksissa.
Jopa nämä pienet virheet eivät vaikuta varmennussimulaation uskottavuuteen ja sähköliittimen optimoinnin toteutettavuuteen. Siksi tulosten analyysin perusteella tässä aiheessa käytetyn sähkömagneettisen simulaatio-ohjelmiston HFSS simulointitulokset ovat todenmukaisia ja luotettavia suurten nopeuksien sähköliittimien suunnittelussa, ja tämän sähköliittimen optimoinnin on täytettävä sen vaatimukset suunniteltu siirtonopeus.
Tervetuloa vierailemaan verkkosivustollamme:www.kabasi-connector.com
tai voitottaa yhteyttäkanssamme suoraan.