Preskusna oprema
Preskus integritete signala je enak izračunu simulacije, ki ga je treba analizirati tako v časovni kot v frekvenčni domeni; preskus integritete signala električnega konektorja v časovni domeni uporablja predvsem reflektometer časovne domene.
(TDR) za preizkus spremembe karakteristične impedance električnega konektorja bo rezultat preskusa prikazan na zaslonu reflektometra časovne domene (TDR) v obliki krivulje. Preskusni instrument, ki se uporablja za analizo integritete signala v frekvenčnem območju, je vektorski analizator omrežja (VNA). Glavna naloga analizatorja vektorskih omrežij (VNA) je preizkušanje parametrov S večvodnika v električnem konektorju. Z izboljšanjem instrumenta lahko njegov del preizkusi tudi značilno vrednost impedance v časovni domeni. Zato je v primerjavi s preskusnim območjem teh dveh instrumentov ugotovljeno, da ima vektorski analizator omrežja (VNA) širši spekter uporabe, zlasti po dodajanju značilnega preskusa impedance je popolnoma mogoče uporabiti ta instrument za dokončanje električni konektor Preskus integritete signala; zato se danes pogovorimo o analizatorju vektorskih omrežij (VNA), da preizkusimo povezane parametre integritete signala električnega priključka USB 3.1 tipa C.
V postopku preskušanja integritete signala električnih konektorjev bo poleg izbire ustreznih merilnih instrumentov način merjenja in izbira povezovalnih žic močno vplival tudi na meritve konektorja. Pri preskušanju sistema za hitro povezavo je običajno izbrano, da se preskušani sistem neposredno poveže z merilnim instrumentom prek žice in preskusnega kabla za preskušanje. Takšne metode povezovanja je mogoče videti povsod, na primer preskusni postopek multimetra, način povezovanja osciloskopa itd. Takšna preskusna metoda ne bo imela velikega vpliva na rezultat pri merjenju električnih signalov na nizkohitrostnem sistemu, drugače pa je v dobi visoke hitrosti. V hitrem prenosnem sistemu, kot je prenos signala v hitrem električnem konektorju, bodo majhne strukturne spremembe v kontaktnem delu močno vplivale na prenos hitrih signalov. , zlasti povzroča diskontinuiteto impedance in povečuje odsev. Zato ima izbira priključne linije in načina povezave zelo pomemben vpliv na celovitost signala priključka testne točke. Trenutna merilna metoda uporablja predvsem namenski radijski frekvenčni SMA konektor za povezavo električnega konektorja USB 3.1 Type C in vektorskega analizatorja omrežja (VNA). SMA je pravzaprav konektor, njegovo angleško ime je Sub-Miniature-A, znano tudi kot SMA serija RF koaksialni konektor. SMA koaksialni konektor je neke vrste mikrovalovni signal, ki se pogosto uporablja v območju 26,5 GHz. Njegova struktura je razdeljena tudi na moško in žensko. Struktura konektorskega dela je v glavnem osrednji kontaktni del za prenos signala, ki realizira zaščito in izolacijski ovojni in podporni del ter zunanji kontaktni del, ki realizira povezavo moške in ženske glave. Na splošno je moški konektor na koaksialni liniji, ženski konektor pa na opremi ali instrumentu. Moška in ženska glava sta povezani z navojno strukturo, ki je bolj stabilna.
Kalibracija instrumenta
V testnem poskusu je natančnost merilnih podatkov neposredno povezana z natančnostjo predmeta, ki ga je treba preskusiti, in verodostojnostjo testnega postopka. Da bi zagotovili natančnost in zanesljivost rezultatov meritev, je treba pred poskusnim preskusom umeriti preskusno opremo, da se izognemo merilnim odstopanjem opreme pri dolgotrajni uporabi in celo velikim odstopanjem, ki testno delo. Prinesel veliko negotovosti. Da bi zagotovili natančnost, resničnost in veljavnost preskusnih podatkov, je treba umeriti preskusni instrument. Preizkusna oprema, ki smo jo izbrali, je vektorski analizator omrežja (VNA), priključek SMA in testna naprava, ki smo jo oblikovali sami. Zato je treba vektorski analizator omrežja (VNA) pred nadaljevanjem preskusa umeriti. Ker se preskusna metoda analizatorja omrežja (VNA) izvaja v frekvenčnem območju, mu med preskusom ni vseeno za notranjo strukturo predmeta, ki se preskuša, in mora le pridobiti ustrezne parametre referenčnih ravnin na obeh strani. Vendar pa v dejanskem merilnem postopku referenčna ravnina pogosto ni na vmesniku merjenega predmeta, temveč znotraj vektorskega analizatorja omrežja. V postopku merjenja bodo velike napake, zato je treba umeriti referenčno ravnino in opraviti kalibracijo. , Referenčna ravnina se premakne na dva konca merjenega predmeta, da se odpravi sistemska napaka; pravzaprav je postopek odprave napak postopek matematičnega delovanja, dejanski rezultat meritve pa je značilnost, ki nima nobene zveze z dejanskim značilnim vektorjem merjenega predmeta. Nastane z vektorsko superpozicijo, tako dolgo, dokler poznate značilnost vektor, ki nima nič skupnega z izmerjenim objektom, je ta del napake enostavno odpraviti, rezultat po odpravi nepomembnih dejavnikov pa je dejanski rezultat merjenja.
Obstajata dve pogosto uporabljeni metodi za kalibracijo vektorskega analizatorja omrežja (VNA), kalibracijo SOLT in
TRL kalibracija. Polno angleško ime SOLT je Short Open Load Transmission, kar pomeni metode kalibracije kratkega stika, odprtega kroga, obremenitve in menjalnika. Polno angleško ime TRL je Transmission Reflection Line, ki je metoda umerjanja naravnostnih, odsevnih in prenosnih vodov. Posebne prednosti in slabosti so prikazane v naslednji tabeli:
S primerjavo značilnosti obeh kalibracijskih metod je bila pri raziskavah tega predmeta omejena
TRL kalibracijska metoda z visoko stopnjo natančnosti. Metoda umerjanja TRL je sorazmerno enostavna za postopek umerjanja vektorskega analizatorja omrežja. Poseben postopek ima tri korake: kalibracija neposredne povezave, kalibracija odsevne povezave in kalibracija povezave z zamudo. Ti trije koraki so različni načini povezovanja, ki jih bomo umerjali enega za drugim brez razlike. Poseben postopek umerjanja je naslednji:
(1) Kalibracija povezave (Thru): Pravzaprav gre za neposredno povezavo vrat 1 in vrata 2 referenčne ravnine ter nato izvedbo meritev, kot je prikazano na naslednji sliki:
(2) Kalibracija odseva povezave (Reflect): Na sredino referenčne ravnine je treba dodati obremenitev z velikim koeficientom odboja. Najlažji način je neposreden odklop obeh referenčnih ravnin, kot je prikazano na naslednji sliki:
(3) Umerjanje povezave z zakasnitvijo (Line): meritev izvedite tako, da med dvema referenčnima ravninama povežete daljnovod, ki ustreza impedanci preskušanega predmeta, kot je prikazano na naslednji sliki:
Po teh treh korakih kalibracije je mogoče izračunati napako v srednjem polju z napako obeh merilnih ravnin in dejanski rezultat preskusa preizkušenega predmeta pridobiti z izvajanjem matematičnih operacij z izvirnimi rezultati preskusa.
Zasnova preskusne napeljave
Ključ zasnove preskusne naprave je izbira nove strukture daljnovoda plošče PCB in nastavitev diferenčne impedance.
Nastavite. Struktura daljnovoda PCB je v glavnem sestavljena iz mikrotrakaste linije, trakaste linije in koplanarnega vodenega vala. Glede na opis teh strukturnih značilnosti v poglavju 2
Ugotovljeno je, da je trakovna linija zelo primerna za uporabo pri preskusu visokohitrostnih raziskovalnih objektov, ne glede na njeno porazdelitev magnetnega polja, nadzor impedance ali sposobnost motenja.
Pri raziskavi predmeta je tračna linija izbrana kot daljnovod na plošči PCB preskusne naprave.
V preteklosti so bili za izračun impedance trakaste črte v empirično formulo za izračun pogosto vključeni osnovni parametri, kot so lastnosti materiala, debelina in širina črte, vendar empirična formula ni zelo natančna,
in je bilo izračunano.
Postopek je zelo zapleten in nagnjen k napakam. Odkar je Polar Company lansiral klasično programsko opremo za izračun impedance Polar SI9000, sta se postopek izračuna impedance in okornost močno zmanjšala,
zato se ta programska oprema uporablja za izračun zasnove impedance trakaste črte. Glede na prenosne značilnosti električnega priključka USB 3.1 tipa C je diferenčna impedanca daljnovoda 100Ω, enosmerna impedanca pa 50Ω. V skladu s to predpostavko so različne vrednosti parametrov trakaste črte pridobljene s programsko opremo, kot je prikazano v naslednji tabeli.
V dejanskem preizkusu morate samo povezati moški in ženski konektor ter jih preko SMA povezati z vektorskim analizatorjem omrežja.
Analiza podatkov rezultatov preskusov
Povežite električni konektor USB 3.1 tipa C, preskusno napravo in vektorski analizator omrežja, kot je prikazano na sliki 5-9, nato preizkusite ustrezne parametre električnega konektorja in po analizi izmerjenih rezultatov izberite En par diferencialnih parov za podrobno analizo. Slika 5-11 je primerjava med izmerjeno karakteristično impedanco TDR diferencialnega para in rezultati simulacije, slika 5-12, slika 5-13, slika 5-14, slika 5-15 To je primerjalna tabela izmerjenih parametrov S in simulirali S parametre.
Glede na zgornjo primerjalno analizo je bilo ugotovljeno, da se rezultati preskusov in rezultati simulacije ne prekrivajo popolnoma in vedno obstaja določena stopnja napake.
Zdi se, da imajo rezultati preskusov vedno slabše rezultate v primerjavi s simulacijskimi rezultati, ne glede na rezultat parametrov pa je mogoče ugotoviti, da je trend krivulje rezultata testa vedno skladen s trendom krivulje testa rezultata simulacije in ni bistvenega nihanja.
Razlogi za napako so analizirani na naslednji način:
(1) Zaradi nepravilnega delovanja človeka in okoljskih dejavnikov napak, ki jih povzročajo ti dejavniki, ni mogoče popolnoma odpraviti, vendar jih je mogoče zmanjšati s standardnim delovanjem in izbiro ustreznega testnega okolja.
(2) V programski opremi za elektromagnetno simulacijo je model zelo čeden in ni videti poškodovan ali zarezan, vendar je električni konektor v dejanskem preskusu pridobljen s postopno obdelavo in sestavljanjem.
V proizvodnem procesu bo neizogibno prišlo do nekaterih napak v velikosti daljnovoda električnega konektorja in pin ne more biti popolnoma gladek. Med postopkom sestavljanja lahko obstajajo obrabe in praske na posameznih delih.
Te na videz manjše težave se bodo odrazile v procesu hitrega prenosa signala.
(3) Podobno ima določen vpliv tudi problem električnih priključnih materialov. V simulacijski programski opremi morajo biti materiali vsakega dela strukture točkovnega konektorja enakomerni, lastnosti materialov pa so nastavljene tudi kot konstante, vendar pri dejanskem preskušanju izbrani električni konektor ne more doseči popolnoma enakomerne porazdelitve materialov, lastnosti materiala med preskusom tudi ne morejo ostati nespremenjene.
Te spremembe bodo povzročile tudi napake v rezultatih preskusa.
Tudi te majhne napake ne bodo vplivale na verodostojnost simulacije preverjanja in izvedljivost optimizacije električnega konektorja. Zato so na podlagi analize rezultatov rezultati simulacije programske opreme za elektromagnetno simulacijo HFSS, uporabljeni v tej temi, resnični in zanesljivi pri načrtovanju hitrih električnih konektorjev, optimizacija tega električnega konektorja pa mora ustrezati zahtevam načrtovana hitrost prenosa.
dobrodošli, da obiščete našo spletno stran:www.kabasi-connector.com
ali pa lahkostikz nami neposredno.
