兩種差分TDR測試方法的比較

 

方法一：真差測試方法如圖6所示：步進信號A和步進信號B是一對具有相反方向，相等幅度和同時發布的差分步進信號。

 

我們不僅在差分TDR器件上看到差分步進信號，而且當我們使用實時示波器觀察這對步進信號時，我們可以確認這是一個真正的差分信號。由于注入DUT（被測設備）的TDR步進脈沖是差分信號，因此TDR設備可以直接測量差分線的特征阻抗。

 

使用差分步進信號進行真正的差分TDR測試，對用戶的最大好處是可以實現虛擬接地，如圖7所示。

 

由于差分線和差分信號是平衡的，差分信號的中心電壓點和地平面是相等的電位，所以當使用差分步進信號進行差分TDR測試時，不需要接地只要通道A和通道B保持在一起，就可以使用DUT。

 

方法二：“超位”方法（偽差）如圖8所示，步進信號A和步進信號B不同時被擊中，且方向不相反，所以步進信號注入到DUT根本不是差分信號。

 

在這個“偽差分TDR”設備的屏幕上，它通常由人工軟件調整，因此我們看到的階躍信號是在相同的時間和相反的方向發射的。但是如果我們使用實時示波器來觀察這兩個步進脈沖，我們可以看到如圖9所示的波形，我們可以看出兩個步進脈沖之間的實時定時關系，存在2us的時間差。

 

也就是說，這兩個步進信號不是差分信號。這樣的TDR步進脈沖被稱為偽差分信號，因為它實際上沒有實現高速差分信號傳輸過程，即，幅度相等，方向相反。

 

因此，這種方法不能直接測量DUT的差分阻抗，只能用軟件計算的方法來模擬差分阻抗測試。在TDR設備上，計算的2幅度相等，并獲得相反步進脈沖的極性。這種差分TDR測試的局限性在于，差分信號之間的同時相互作用無法實現，虛擬接地無法實現，并且當進行差分TDR測試時，通道A和通道B的探頭必須有各自獨立的接地點。出。

 

然而，在PCB板內部的實際差分線附近通常不會發現連接位置，這使得無法測量PCB板內的實際差分布線。為了解決“偽差分”TDR設備難以實現PCB板內部實際布線的差分TDR測量的問題，一般PCB制造商將做出帶有PCB周圍連接位置的差分布線測試條電路板，稱為“優惠券”，圖10是典型的PCB板，上面是測試的“優惠券”，下面是電路板內的實線。為了便于探頭連接，測試點的間距一般非常大，高達100mil（即2.54mm），大大超過了差分線的間距。

 

同時，連接位置位于測試點旁邊，間距也是100mil。

 

二。 “優惠券”測試的限制和差異

  從圖10中我們可以看到測試“優惠券”與板內實際布線之間的區別：1，雖然線間距，線寬一致，但“優惠券”測試點間距固定為100mil（即初始值）雙排直插式IC引腳間距），與板中實線的末端（即芯片引腳）間距不同，隨著QFP，PLCC，BGA封裝的出現，

 

芯片的引腳間距遠小于雙排直插式IC封裝的間距（即“試樣”測試點的間距）。 2，“優惠券”線是理想的直線，而板中的實線往往是彎曲的，多樣的。

 

PCB設計人員和生產人員可以很容易地理想化“優惠券”線，但PCB板上的真實布線將導致布線由于各種因素而不規則。 3，“優惠券”和整板PCB板內部的實線位置不同。 “優惠券”位于PCB板的邊緣，在PCB板工廠中通常會被制造商移除。

 

電路板中實際布線的位置是變化的，有些靠近電路板的邊緣，有些位于電路板的中心。

 

由于存在第三，“優惠券”與PCB板位置上的實線不同。目前，PCB板設計有多層布線，需要在生產中加以抑制。當PCB板受壓時，板上不同位置的壓力不能一致，因此PCB板在不同位置的介電常數往往不一樣，特性阻抗當然也不同。可以看出，PCB板“優惠券”的TDR測試不能完全反映PCB板中實際布線的真實特性阻抗。無論是PCB板制造商還是高速電路設計師，制造商都希望能夠在真正的高速差分線路上直接進行PCB板的TDR測試，以獲得最準確的特性阻抗信息。

 

阻礙實際測試的主要原因有以下兩點：

 

很難找到差分TDR探頭的接地點，而高速PCB設計人員在設計高速差分時不會在線路末端（即芯片引腳）附近設置固定間距接地點線，差分接線的末端（即

 

六。 TRUE差分TDR測試的優點當我們討論差分TDR測試方法之前，我們了解到如果TDR設備發出的階躍信號是差分信號，則可以實現虛擬接地，即差分TDR探測器不需要用被測試的PCB板接地。

 

只要在測試儀的手中有一個可調節間距的差分TDR探頭，就可以完成測試。圖11是差分TDR探頭，在差分TDR測試的情況下帶寬高達18GHz。

 

它的探頭間距可以在0.5mm~4.5mm之間連續調節，即使在測試小于圓珠筆尖的測試點時也可以用一只手輕松完成。因為探頭具有高達18GHz的帶寬，所以可以獲得高測試分辨率，而圖12是測試差分線“優惠券”的結果。紅色波形是“優惠券”的初始測試結果，然后是線上的小條帶（紅色圓圈中顯示的部分），然后進行測試以獲得測試結果，例如白色波形。

 

可以看出，貼紙引起的小阻抗不連續性也通過高帶寬差分TDR探頭清晰地反映出來。真正的差分TDR設備具有高帶寬差分探頭，用于PCB差分功能阻抗測試，無需在PCB板上找到連接位置，只要將探頭調整到合適的間距，就可以輕松檢測出真正的差分接線在PCB板內。