Katseseadmed
Signaali terviklikkuse test on sama mis simulatsiooni arvutamisel, mida mõlemat tuleb analüüsida nii aja- kui ka sagedusalal; ajadomeeni elektrilise pistiku signaali terviklikkuse testimisel kasutatakse peamiselt ajadomeeni reflektomeetrit.
(TDR) elektrilise pistiku iseloomuliku impedantsi muutuse testimiseks kuvatakse testitulemus kõvera kujul ajadomeeni peegelmõõturi (TDR) ekraanil. Signaali terviklikkuse analüüsimiseks sagedusalas kasutatakse testimisvahendit vektorvõrgu analüsaatorit (VNA). Vektorvõrgu analüsaatori (VNA) põhiülesanne on elektriliideses oleva mitmejuhi S-parameetrite testimine. Instrumendi täiustamisega saab osa sellest testida ka ajapiirkonna iseloomulikku impedantsi väärtust. Seetõttu leitakse, et võrreldes nende kahe instrumendi testivahemikuga on vektorvõrgu analüsaatoril (VNA) laiem rakenduste valik, eriti pärast iseloomuliku impedantsi testi lisamist on selle seadme täielikuks elektriline pistik Signaali terviklikkuse testimine; seetõttu räägime vektorvõrgu analüsaatorist (VNA) täna, et testida USB 3.1 C-tüüpi elektrilise pistiku signaali terviklikkuse seotud parameetreid.
Elektriliste pistikute signaali terviklikkuse testimise protsessis on lisaks sobivate mõõtevahendite valimisele tohutu mõju ka pistiku mõõtmisele ühendamismeetodil ja ühendusjuhtmete valikul. Väikese kiirusega ühendussüsteemi testimisel valitakse testimiseks tavaliselt testitav süsteem mõõteriistaga otse läbi juhtme ja katsekaabli. Selliseid ühendamismeetodeid võib näha kõikjal, näiteks multimeetri testimisprotsess, ostsilloskoobi ühendamismeetod jne. Sellisel katsemeetodil ei ole väikese kiirusega süsteemi elektrisignaalide mõõtmisel tulemusele suurt mõju, kuid kiirete ajastute ajal on see erinev. Kiires ülekandesüsteemis, näiteks signaali edastamine kiires elektrilises pistikus, on väikestel konstruktsioonilistel muutustel kontaktiosas tohutu mõju kiirete signaalide edastamisele , eriti põhjustades impedantsi katkemist ja suurendades peegeldust. Seetõttu on ühendusliini ja ühendusrežiimi valikul väga oluline mõju testpunkti pistiku signaali terviklikkusele. Praegune mõõtmismeetod kasutab USB 3.1 3.1 C-tüüpi elektrilise pistiku ja vektorivõrgu analüsaatori (VNA) ühendamiseks peamiselt spetsiaalset raadiosageduslikku SMA-pistikut. SMA on tegelikult pistik, selle ingliskeelne nimi on Sub-Miniature-A, tuntud ka kui SMA-seeria RF koaksiaalühendus. SMA koaksiaalühendus on mingi mikrolainesignaali tuvastamine, mida tavaliselt kasutatakse 26,5 GHz piires. Selle struktuur on jagatud ka mees- ja naissoost. Pistikupesa struktuur on peamiselt signaali edastamise keskne kontaktosa, varjestuse realiseerimine ja isoleeriv pakkimis- ja tugiosa ning väline kontaktosa, mis realiseerib meessoost ja naissoost pea. Üldiselt on isane pistik koaksiaalliinil ja naissoost pistik seadmel või instrumendil. Isas- ja naispea on ühendatud keermestatud struktuuri kaudu, mis on stabiilsem.
Instrumendi kalibreerimine
Testkatses on mõõteandmete täpsus otseselt seotud testitava objekti täpsuse ja testimisprotsessi usaldusväärsusega. Seetõttu on mõõtetulemuste täpsuse ja usaldusväärsuse tagamiseks vajalik enne katsekatset testimisseadmed kalibreerida, et vältida seadme pikaajalist kasutamist kõrvalekaldeid mõõtmetes ja isegi suuri kõrvalekaldeid, mis testitöö. Tõi palju ebakindlust. Seetõttu on katseandmete täpsuse, tõepärasuse ja kehtivuse tagamiseks vajalik katseseade kalibreerida. Testimisseadmed, mille valisime, on vektorvõrgu analüsaator (VNA), SMA pistik ja meie enda loodud testiseade. Seetõttu tuleb enne testi jätkamist kalibreerida vektorivõrgu analüsaator (VNA). Kuna võrguanalüsaatori (VNA) testimeetod viiakse läbi sagedusalas, ei hooli see katse ajal siseselt katse all oleva objekti sisemisest struktuurist ning peab saama mõlemalt võrdlustasapinna asjakohased parameetrid. küljed. Kuid tegelikus mõõtmisprotsessis ei ole võrdlustasand sageli mõõdetud objekti liideses, vaid vektorvõrgu analüsaatori sees. Mõõtmisprotsessis on suuri vigu, mistõttu on vaja kalibreerida võrdlustasand ja kalibreerimine läbida. , Süsteemi vea kõrvaldamiseks nihutatakse võrdlustasand mõõdetud objekti kahte otsa; tegelikult on vea kõrvaldamise protsess matemaatilise toimimise protsess ja tegelik mõõtmistulemus on omadus, millel pole mingit pistmist mõõdetud objekti tegeliku tunnusvektoriga. See moodustub vektori superpositsioonist, nii kaua kui tunnete tunnust vektor, millel pole mõõdetud objektiga midagi pistmist, on vea seda osa lihtne kõrvaldada ja tulemus pärast ebaoluliste tegurite kõrvaldamist on tegelik mõõtmistulemus.
Vektorvõrgu analüsaatori (VNA) kalibreerimiseks, SOLT kalibreerimiseks ja
TRL kalibreerimine. SOLTi täielik ingliskeelne nimi on Short Open Load Transmission, mis tähendab lühist, avatud voolu, koormuse ja ülekande kalibreerimismeetodeid. TRL-i täielik ingliskeelne nimi on Transmission Reflection Line, mis on sirgjooneliste, peegeldavate ja ülekandeliinide kalibreerimismeetod. Konkreetsed eelised ja puudused on toodud järgmises tabelis:
Kahe kalibreerimismeetodi omaduste võrdlemisel on selle teema uurimisel piiratud
TRL-i kalibreerimismeetod suure täpsusega. TRL-i kalibreerimismeetod on vektorvõrgu analüsaatori kalibreerimisprotsessi jaoks suhteliselt lihtne. Konkreetsel protsessil on kolm etappi: otseühenduse kalibreerimine, peegeldusühenduse kalibreerimine ja viivitatud ühenduse kalibreerimine. Need kolm sammu on erinevad ühendamismeetodid, mida kalibreeritakse ükshaaval ilma erinevusteta. Spetsiifiline kalibreerimisprotsess on järgmine:
(1) Ühenduse kaudu kalibreerimine (läbi): Tegelikult tuleb see otse ühendada võrdlustasandi 1. ja 2. port ning seejärel teostada mõõtmine, nagu on näidatud järgmisel joonisel:
(2) Peegeldage ühenduse kalibreerimine (Reflect): võrdlustasandi keskele on vaja lisada suure peegeldusteguriga koormus. Lihtsaim viis on kahe võrdlustasandi otsene ühendamine, nagu on näidatud järgmisel joonisel:
(3) Viivitusliini kalibreerimine (liin): teostage mõõtmine, ühendades testitava objekti impedantsile vastava ülekandeliini kahe võrdlustasandi vahel, nagu on näidatud järgmisel joonisel:
Pärast neid kolme kalibreerimisetappi saab arvutada kahe mõõtmistasandi keskmise veakasti vea ning testitud objekti tegeliku testitulemuse saab algsete testitulemustega matemaatilisi toiminguid tehes.
Katseseadme kujundus
Katseseadme kujunduse võti on PCB-plaadi ülekandeliini uue struktuuri valik ja diferentsiaaltakistuse seadistamine.
Määra. PCB ülekandeliini struktuur koosneb peamiselt mikroribaliinist, ribaliinist ja koplanaarsest juhitud lainest. Nende 2. peatüki struktuuriliste omaduste kirjelduse kohaselt
leitakse, et ribajoon sobib väga hästi kasutamiseks kiirete uurimisobjektide testimisel, olenemata selle magnetvälja jaotusest, impedantsi juhtimisest või häiretevastasest võimest.
Katsealuse uurimisel valitakse testlahenduse PCB-plaadil ülekandeliiniks ribaliini struktuur.
Varem toodi ribaliini impedantsi arvutamiseks empiirilisse valemisse arvutamiseks sageli põhiparameetrid, näiteks materjali omadused, paksus ja joone laius, kuid empiiriline valem ei ole eriti täpne.
ja see on arvutatud.
Protsess on väga keeruline ja veaohtlik. Pärast seda, kui Polar Company käivitas klassikalise impedantsi arvutamise tarkvara Polar SI9000, on impedantsi arvutamise protsess ja kohmakus oluliselt vähenenud,
nii et seda tarkvara kasutatakse ribaliini impedantsi kujunduse arvutamiseks. Vastavalt USB 3.1 C-tüüpi elektrilise pistiku ülekandeparameetritele on ülekandeliini diferentsiaaltakistus 100Ω ja ühe otsaga takistus 50Ω. Selle eelduse kohaselt saadakse ribarea erinevad parameetriväärtused tarkvara kaudu, nagu on näidatud järgmises tabelis.
Tegelikus testis peate ühendama ainult meessoost ja naissoost pistikud ning ühendama need SMA kaudu vektorivõrgu analüsaatoriga.
Testitulemuste andmete analüüs
Ühendage USB 3.1 C-tüüpi elektriline pistik, testimisseade ja vektorvõrgu analüsaator, nagu on näidatud joonisel 5-9, ja seejärel testige elektrilise pistiku asjakohaseid parameetreid ja pärast mõõdetud tulemuste analüüsimist valige üks paar diferentsiaalpaare üksikasjaliku analüüsi jaoks. Joonis 5-11 on diferentsiaalpaari mõõdetud TDR karakteristilise impedantsi ja simulatsioonitulemuste võrdlus, joonis 5-12, joonis 5-13, joonis 5-14, joonis 5-15. See on mõõdetud S parameetrite võrdlusdiagramm ja simuleeritud S parameetreid.
Eespool toodud võrdleva analüüsi kohaselt leitakse, et testitulemused ja simulatsioonitulemused ei kattu täielikult ning alati on teatud määral vigu.
Testi tulemustel on alati simulatsioonitulemustega võrreldes halvem jõudlus, kuid olenemata sellest, millist parameetri tulemust võrreldakse, võib leida, et testitulemuse kõverate trend on alati kooskõlas simulatsiooni tulemuse testikõvera trendiga ja olulist kõikumist pole.
Vea põhjuseid analüüsitakse järgmiselt:
(1) Inimeste ebaõige käitamine ja keskkonnategurid, nende tegurite põhjustatud vigu ei saa täielikult kõrvaldada, kuid vigu saab vähendada tavapärase töö ja sobiva katsekeskkonna valimisega.
(2) Elektromagnetilise simulatsiooni tarkvaras on mudel väga korralik ja see ei tundu olevat kahjustatud ega sälguline, kuid tegeliku katse elektriline pistik saadakse järkjärgulise töötlemise ja kokkupaneku teel.
Tootmisprotsessis esineb paratamatult mõningaid vigu elektriühenduse ülekandeliini suuruses ja tihvt ei saa olla täiesti sile. Monteerimisprotsessi käigus võivad mõlemad detailid olla kulunud ja kriimustunud.
Need näiliselt väikesed probleemid kajastuvad kiires signaali edastamise protsessis.
(3) Samamoodi on teatav mõju ka elektriühenduste probleemil. Simulatsioonitarkvaras peavad punktliidesekonstruktsiooni iga osa materjalid olema ühtlased ja ka materjalide omadused on seatud konstantideks, kuid tegeliku katsetamise käigus ei saa valitud elektriliides saavutada materjalide täiesti ühtlast jaotust. samuti ei saa materjali omadused testi käigus muutumatuks jääda.
Need muudatused põhjustavad ka testitulemustes vigu.
Isegi need väikesed vead ei mõjuta kontrollimulatsiooni usaldusväärsust ega elektriliste pistikute optimeerimise otstarbekust. Seetõttu on tulemuste analüüsi põhjal selles teemas kasutatud elektromagnetilise simulatsiooni tarkvara HFSS simulatsioonitulemused tõesed ja usaldusväärsed kiirete elektriühenduste projekteerimisel ning selle elektriühenduse optimeerimine peab vastama selle projekteeritud edastuskiirus.
Tere tulemast meie veebisaidile:www.kabasi-connector.com
või saatekontaktotse meiega.
