延誤高速、高密度PCB板設(shè)計(jì)上市時(shí)間的最大挑戰(zhàn)之一是通道間存在串?dāng)_(在一個(gè)差分通道對與相鄰的差分對之間)。當(dāng)然,差分對內(nèi)的串?dāng)_是非常必要的,我們稱之為耦合,這種強(qiáng)耦合提供高共模抑制比(CMRR),但差分對之間的任何模式轉(zhuǎn)換都將產(chǎn)生串?dāng)_。這里示出的是帶有兩塊子卡的XAUI 背板,典型數(shù)據(jù)傳輸率為3.125 Gb/s。該高速差分通道的設(shè)計(jì)目標(biāo)是最小化整個(gè)通道長度上相鄰差分電路板走線間的串?dāng)_。從差模到共模的任何模式轉(zhuǎn)換都將產(chǎn)生EMI,并把串?dāng)_注入其它通道而使性能下降。對于背板設(shè)計(jì)來說,有用的調(diào)試工具將精確地找出通道內(nèi)發(fā)生模式轉(zhuǎn)換的具體位置。差模至共模轉(zhuǎn)換的時(shí)域反射參數(shù)(TCD11) 與通道的差分阻抗輪廓(TDD11)在時(shí)間上是對準(zhǔn)的。把標(biāo)記放在TCD11的最大幅度峰值上。這是通道內(nèi)產(chǎn)生模式轉(zhuǎn)換的地方,也是最大的串?dāng)_源。我們能把TDD11與TCD11在時(shí)間上對準(zhǔn),從而在空間上共同定位TDD11上有問題的地方。為把結(jié)構(gòu)與通道相關(guān)聯(lián),我們把差分阻抗輪廓作為參照。已知 TDD11上有兩個(gè)電容性的不連續(xù),分別是子板的過孔和母板的過孔。由于標(biāo)記是落在TDD11的第二個(gè)不連續(xù)處,因此知道母板的過孔是造成相鄰?fù)ǖ纼?nèi)串?dāng)_的最大禍?zhǔn)?。?yīng)重新為母板的過孔選路,以減小串?dāng)_的產(chǎn)生。這項(xiàng)測量和分析可全部在PLTS工具環(huán)境中完成。
在表征用于特定數(shù)字協(xié)議的器件時(shí),眼圖分析是非常有用的。例如我們知道ATCA 背板能在 10Gb/s 時(shí)很好的工作,如果眼圖能很好張開,并且數(shù)據(jù)躍變沒有侵入標(biāo)準(zhǔn)模板,我們就能說已符合標(biāo)準(zhǔn)要求。這種卷積運(yùn)算可用于標(biāo)準(zhǔn) PRBS 碼型, PLTS 允許使用的標(biāo)準(zhǔn) PRBS碼型可達(dá)到2E15-1 的長度。這種建立眼圖的方法與使用帶標(biāo)準(zhǔn)模板的碼型發(fā)生器和采樣示波器的標(biāo)準(zhǔn)符合性測試的標(biāo)準(zhǔn)方法相當(dāng)一致。
當(dāng)用戶懷疑連接器有問題時(shí)可以用PLTS的時(shí)域選通技術(shù)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。PLTS系統(tǒng)可以基于頻域和時(shí)域的測量結(jié)果提取出線路的RLCG(電阻、電感、電容、電導(dǎo))模型,RLCG 模型采用等效電路的方法描述無源傳輸線的電特性,能產(chǎn)生基于測量的耦合傳輸線的精確模型。PLTS 能將RLCG輸出到建模與仿真軟件如Agilent 的ADS, Synopsis的 HSPICE等進(jìn)行傳輸線和系統(tǒng)仿真,通過仿真可以分析線路故障原因和指導(dǎo)設(shè)計(jì)。
測試系統(tǒng)配置
在PLTS中,使用基于TDR的測試系統(tǒng)和基于VNA的測試系統(tǒng)都可以提供比較完整的信息,那么應(yīng)該選擇哪個(gè)系統(tǒng)呢?許多信號完整性(SI)實(shí)驗(yàn)室都同時(shí)采用了這兩種系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)各有優(yōu)勢,在某些要求得到最大限度的多功能性場合,這兩套系統(tǒng)都可以適當(dāng)?shù)丶右允褂?。對于需要快速建立一階模型、而且希望測試設(shè)備容易使用和熟悉的工程師來說,基于TDR的測試系統(tǒng)可能是最佳選擇。而基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)的測試系統(tǒng)大大提高了帶寬、幅度和相位精度、相位穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)范圍(信噪比)和先進(jìn)的校準(zhǔn)技術(shù)。在很多情況下高動(dòng)態(tài)范圍是非常重要的,使用大的動(dòng)態(tài)范圍就有可能把非常低的信號串?dāng)_測試出來,對于差分器件來說高的動(dòng)態(tài)范圍可以識別非常小的模式轉(zhuǎn)換,如由于差分器件設(shè)計(jì)不對稱造成差分信號轉(zhuǎn)換成共模干擾。由于VNA可以直接進(jìn)行線路或電纜的頻域衰減曲線的測量,所以當(dāng)非常關(guān)注測量結(jié)果的精度和可重復(fù)性,或者希望直接測量頻域參數(shù)時(shí),最好選擇VNA。