Multi-Line TRL方式主要用于非同轴的校准测量[6],根据用户所使用的传输线的材料以及测试频率来设计和制作TRL校准件,如图2所示。尽管Multi-Line TRL相比SLOT设计和制造更为简易,但是Multi-Line TRL方式校准耗时同样随着测量端数的增加而成几何级增长。

PCB印制电路板信号完整性的影响因素分析

为了解决校准耗时的问题,测量设备厂家推出了Ecal电子校准方式[7],Ecal是一种传递标准,校准精度主要由原始校准件所确定,同时测试电缆的稳定性、测试夹具装置的重复性和测试频率的内插算法也对测试精度有影响。一般先用电子校准件将参考面校准至测试电缆末端,然后用去嵌入的方式,补偿夹具的电缆长度。如图3所示。

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以获得差分传输线的插入损耗为例,3种校准方式比较如表1所示。

2.2 有效带宽法

有效带宽法(Effective Bandwidth,简称EBW)从严格意义来说是一个定性的传输线损耗α的测量,无法提供定量的插入损耗值,但是提供一个称之为EBW的参数。有效带宽法是通过TDR将特定上升时间的阶跃信号发射到传输线上,测量TDR仪器和被测件连接后的上升时间的最大斜率,确定为损耗因子,单位MV/s.更确切地说,它确定的是一个相对的总损耗因子,可以用来识别损耗在面与面或层与层之间传输线的变化[8]。由于最大斜率可以直接从仪器测得,有效带宽法常用于印制电路板的批量生产测试。EBW测试示意图如图4所示。

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2.3 根脉冲能量法

根脉冲能量法(Root ImPulse Energy,简称RIE)通常使用TDR仪器分别获得参考损耗线与测试传输线的TDR波形,然后对TDR波形进行信号处理。RIE测试流程如图5所示:

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2.4 短脉冲传播法

短脉冲传播法(Short Pulse Propagation,简称SPP)测试原理为利用测量两条不同长度的传输线,如30 mm和100 mm,通过测量这两个传输线线长之间的差异来提取参数衰减系数 和相位常数 ,如图6所示。使用这种方法可以将连接器、线缆、探针和示波器精度的影响降到最小。若使用高性能的TDR仪器和IFN(Impulse Forming Network),测试频率可高达40 GHz.