2 Keysight S 参数和 TDR 阻抗测量解决方案概述 测量是保证信号完 TDR 整性的关键一步 宽带示波器 内置 S 参数测试 轻松和精确的传输通道 / 媒介表征 被测器件 高速数字通信的传输线路 ( 例如连接器和印 刷电路板 ) 需要精确控制阻抗, 否则可能会影响当前高速信号的信号完整性

是德科技 S 参数和 TDR 阻抗测量解决方案概述

2 Keysight S 参数和 TDR 阻抗测量解决方案概述 测量是保证信号完 TDR 整性的关键一步 宽带示波器 内置 S 参数测试 轻松和精确的传输通道 / 媒介表征 被测器件 高速数字通信的传输线路 ( 例如连接器和印 刷电路板 ) 需要精确控制阻抗, 否则可能会影响当前高速信号的信号完整性 PCI- Express 和是德科技串行 ATA 等新标准需要精确表征传输线路的 S 参数和阻抗 凭借增强的 TDR 测量功能, 是德科技可以完全满足这些测试要求 阶跃脉冲发生器 宽带示波器中的阶跃脉冲发生器是最简单的 TDR ( 时域反射计 ) 测量配置 阶跃脉冲发生器发出的信号被反射回宽带示波器, 并用随时间变化的电压或阻抗来表示 时域传输 (TDT) 通常显示传输时延 器件或通道的阻抗不连续会导致传输信号失真, 因此 TDR/TDT 是增强信号完整性的重要工具 测试参数 设置 / 连接 多年以来,Keysight 86100 系列 Infiniium DCA 主机和 54754A 差分 TDR 模块的强大组合为 TDR/TDT 测量提供了卓越的解决方案 为了满足当前高速数字串行接口方面的严格要求,TDR/TDT 测量功能也进行了重大改进, 从而能够轻松获得精确的结果 * 新设置菜单容易理解和使用 新的设置菜单采用直观的图形用户界面, 即使是不熟悉 TDR 的用户也可以轻松操作 一旦选择了激励模式和器件端口类型, 被测器件 (DUT) 与测试端口之间的连接即以图形方式显示 如果安装了 86100C 选件 202, 不仅可以显示 TDR/TDT 的时域结果, 还可以显示 S 参数的频域结果 ( 详细说明参见第 4 页 ) TDR 校准 * 注 : 本文将讨论 86100C 主机在安装了 6.0 和更高版本固化软件之后, 可以提供的功能特性 安装了 5.0 版本固化软件的 86100B 主机也可提供其中部分功能特性 86100A 主机不提供这些功能特性

3 Keysight S 参数和 TDR 阻抗测量解决方案概述 TDR 校准是获得正确结果的最快途径 要获得精确的测试结果, 必须正确消除因 测试夹具或电缆导致的系统误差 Keysight TDR 校准采用数字滤波器技术, 用短路和 负载基准器件建立一个基准平面, 从而消 除系统误差以提供精确的结果 通过串联 测量的响应 时域 短路和 50 Ω 校准 显示的响应时域 归一化结果 两个相同的 TDR 演示版, 可以简单地演示 这一过程 第一块板仿真测试夹具, 该测 试夹具将会降低左侧第二块板的测试结果 精度 当在两块板的连接器之间应用 TDR 校准后, 第一块板 ( 夹具 ) 的影响将被消 除, 示波器显示正确的 50 Ω 轨迹, 第二块 计算的响应频域 数字滤波器 余弦和滤波器 校正后的响应频域 板的测试结果将符合右侧预期的轨迹 新 版本 5.0/6.0 和更高版本增加了一个称为 时间不变 TDR 校准的功能, 即使时间标度 测试夹具 被测器件 TDR 校准基准平面 ( 秒 / 格 ) 或时延位置发生变化, 它也能保留 经校准的轨迹结果 基于电磁理论的全面单端和差分测试 是德科技差分 TDR 解决方案使用叠加获得所有必要的 S 参数, 包括回波损耗 衰减和串扰, 并可在单端 差分或共模模式下报告结果 使用另一个双电通道模块, 例如 54754A 或 86112A, 可以实现完整的差分功能 完整的 TDR 校准工具包 N1024B TDR 校准套件使您可以执行精确的差分 TDR/TDT 和 S 参数测量 基于 VNA ( 矢量网络分析仪 ) 中广泛应用的 SOLT ( 短路 - 开路 - 负载 - 直通 ) 校准技术,86100 Infiniium 示波器和 TDR 模块的测量精度可与频率范围超过 15 GHz 的 VNA 相媲美 N102A 校准套件 ( 3.5 毫米 ) 器件 数量 部件编号 阳头负载 2 00902-60003 阳头短路件 2 0960-0055 阴头负载 2 00902-60004 阴头短路件 2 1250-1834 电缆 4 8120-4948 BNC 阳头至 SMA 1 1250-1700 阴头连接器 3.5 毫米阴头至阴 2 5061-5311 头连接器 扭力扳手 1 8710-1765

4 Keysight S 参数和 TDR 阻抗测量解决方案概述 86100C 选件 202 扩展 TDR 功能 86100C 选件 202 增强阻抗和 S 参数软件扩 展了执行 TDR/TDT 测量的功能 S 参数幅度 单触显示 S 参数 86100C 选件 202 软件使用户只需轻轻一 触 即可从时域 TDR/TDT 的结果快速获得 S 参数 (S11 回波损耗或 S21 插入损耗) 的频 域结果 可同时显示多达 6 个参数 还可 以用游标读数快速和精确地显示指定频率 处的参数值 同时可以对比不同轨迹的结 果 因为只计算基准平面 ( t=0 或三角形 游标) 与最右边之间区域的频率数据 所 以具有时域选通功能 由于多次反射需要的 阻抗校正 多个陆续的阻抗中断往往会导致所报告的 中断位置处大小或阻抗值偏小 86100C 选件 202 软件增加了 "TDR 萃取" 功能 以 计算校正阻抗值 从而补偿这些多次反射 效应 前 输出结果到标准文件 使用 86100C 选件 202 软件 S 参数结果可 以导出至.s1p 和.s2p 标准格式文件中 再 后 导入其他应用软件中用于电路仿真 请注 意.s2p 格式提供四个 S 参数 每个方向 两个 如果使用一个 TDR 模块和一个双通 道接收机 那么需要将器件调换方向 以 开路 获得反向参数 如果使用两个 TDR 模块 那么无需将器件调换方向重新连接 便可 快速重新配置测量 获得反向参数结果 * 注: 86100C 用户可通过订购 86100CU 选件 202 升级套件 获得 86100C 选件 202 的许可证 86100C 选件 202 和 86100CU 选件 202 不在 86100A/B 中提供

5 Keysight S 参数和 TDR 阻抗测量解决方案概述 TDR 阶跃脉冲数量是阻抗测试的关键 发送到被测器件的 TDR 阶跃脉冲, 其质 量对 TDR 测量结果有极大影响 精心设 计的 54754A 可以最大限度地减少偏差, 以获得具有小过冲和振铃特征的清晰脉 冲, 从而减少实际小反射之间的混淆 从 TDR 校准获得的数字滤波使您能够仿真 不同的阶跃脉冲速度, 以验证实际信号脉 冲速度下的阻抗特征 使用 TDR 校准, 还 可以显示最快 10 ps 阶跃脉冲速度的仿真 结果, 从而对小型高速器件执行精确的阻 抗测量 通过加快实际阶跃脉冲速度来改善分辨率 Picosecond Pulse Lab ( 皮秒脉冲实验室 ) 的信号源增强模块通过应用 9 ps 阶跃脉冲而不是标准的大约 35 ps 的阶跃脉冲, 可以快速和精确地分辨间隔紧密的中断 请注意, 需要适当的接收机带宽, 以便与 PSPL 模块 (4020 或 4022) 配合使用 86118A 是最优秀的接收机, 具有 70 GHz 带宽和远程探头, 可消除由连接被测器件的电缆导致的信号质量下降 使用推荐的 2.4 毫米校准器件实施 TDR 校准, 可去除偏差效应, 从而建立清晰的脉冲 图像文件 : 13Gbps board, S-E TDR, showing raw, 30ps, 25ps and 18ps traces, white.jpg 54754A TDR 阶跃脉冲典型技术指标 : 阶跃上升时间 : < 35 ps 阶跃平坦度 : 1 ns 以下为 +5/-3% 1 ns 以上时是 < 1 % 阶跃脉冲 18 ps 25 ps 30 ps 未校准 有关 PSPL 的详细信息, 请访问 http:/www.picosecond.com/

6 Keysight S 参数和 TDR 阻抗测量解决方案概述 通过 PLTS 执行全面的差分表征 使用 86100C 选件 202 实施的 S 参数测试 可以同时显示六个 S 参数, 方便您查看结 果 基于 TDR 或 VNA 的 N1930A 物理层测 试解决方案为差分线路表征提供了完整 的解决方案 PLTS 可同时测试 16 项 S 参 数, 并提供广泛的校准功能以及一项眼图 仿真功能 要获得更精确的结果可使用 VNA 配有选件 202 的 DCA-J S 参数测量数量 32 32 同时显示的 S 参数数量 6 16 校准功能数量较多较少 功能非常多较多 配有 TDR 的 PLTS 动态范围 ~45 db ~45 db 支持的主机 86100C 86100 A/B/C N5230A 选件 220 PNA 系列是一款 4 端口 20 GHz 网络分析仪, 也是 PLTS 解决方案的最佳伙伴, 具有更宽的动态范围和 TRL ( 全线 ) 等先进校准功能 分析仪比较 VNA 具有全球最高的精度和最宽的动态范围, 可出色地表征传输线路 右图显示了 VNA 和 TDR 对实际被测器件执行差分回波损耗测试 (SDD11) 所得结果的对比 蓝色轨迹为具有 TDR 校准功能的 TDR 的测试结果, 它在大约 10 GHz 以内与 VNA 的测试结果 ( 红色轨迹 ) 极为一致 这一结果显示, 在执行 S 参数测试时, 具有 TDR 校准功能的 TDR 与 VNA 的测量精度不相上下

7 Keysight S 参数和 TDR 阻抗测量解决方案概述 通用的 TDR 附件 N1020A TDR 探头套件 N1020A-K05 校准基片 N1020A-K09 10 11 TDR 电缆 N1020A TDR 探头套件是一款通用单端 TDR 探头, 配有测试电枢, 按 X-Y-Z 方向定位探头 包括 N1020A-K05 校准基片 带宽 : > 6 GHz 探头斜度 : 1.5-5.0 毫米 该基片使用激光微调的精密薄膜电阻器, 可提供无与伦比的精度, 使 TDR 校准能够 在探头尖端完成 SMA 连接器可直接连接三种类型的高速数字接口连接器 包括用于 TDR 校准的短路和负载连接器 火线 FireWire (IEEE 1394) 千兆以太网 (IEEE 802.3 标准 ) 高速串行数据连接器 (HSSDC) 光纤通道 (ANSI x3.297-1997) DB-9 差分 TDR 探头套件 谨防 ESD 故障 具有虚拟接地的通用单端和差分探头套件使用户可以利用包含校准基片的探头完成 TDR 校准 带宽 : > 15 GHz 典型值探头斜度 : 0.5-3.0 毫米 54754A TDR 模块的输入端含有一个精密的微波采样器, 其最大输入电压为 +/- 2 V DC 任何被测电缆或 PC 板都可能带有超过 1000 V 的静电电压 这种静电一旦释放, 可能损毁 TDR 模块输入电路 请您在将这些印刷电路板 夹具和电缆连接到 TDR 输入端时, 先将 TDR 模块前面连接器的突出部分或边缘上的内部或外部连接器短路, 或用接地探头碰触 PC 板上的电路走线, 以释放印刷电路板 夹具和电缆上的静电 同时, 您还需要将防静电护腕插到主机上, 并戴到您的手腕上 Picosecond ATE 公司提供了静电防护设备

8 Keysight S 参数和 TDR 阻抗测量解决方案概述 86100C DCA-J 拥有强大的解决方案抖动分析 86100C 是一款功能强大的宽带示波器, 能够进行精确的 RJ/DJ 分隔 TJ ( 总体抖动 ) 分析和详细的抖动分解 86100C 选件 200 软件提供了操作最简单的一键式解决方案, 从而能够以直方图和表格形式显示抖动测试结果 周期抖动 (PJ) 频率提取可帮助用户诊断故障 选件 001 扩展触发器中使用了核心技术, 可使用码型锁定 (PatternLock) 显示单值波形, 从而精确分析每个信号边沿 封面上所示系统的推荐配置 86100C Infiniium DCA-J 主机 86100C 选件 202 增强阻抗和 S 参数软件 54754A 差分 TDR 模块 86112A 双通道 20GHz 电模块 ( 用于差分 TDT 测量 ) N1024B TDR 校准套件 均衡器仿真 传输线路 ( 例如 PC 板 ) 的带宽限制可能产生符号间干扰 (ISI), 给高速数字信号带来很大影响 一种非常有效的解决方案是均衡接收机电路 86100C 选件 201 提供了线性前馈均衡器仿真, 可估计均衡器电路之后的眼图形状 通过自动或手动地快速选择分接间隔和分接值, 可以更快完成这一任务

9 Keysight S 参数和 TDR 阻抗测量解决方案概述 mykeysight www.keysight.com/find/mykeysight 个性化视图为您提供最适合自己的信息! www.axiestandard.org AdvancedTCA Extensions for Instrumentation and Test (AXIe) 是基于 AdvancedTCA 标准的一种开放标准, 将 AdvancedTCA 标准扩展到通用测试和半导体测试领域 是德科技是 AXIe 联盟的创始成员 www.lxistandard.org 局域网扩展仪器 (LXI) 将以太网和 Web 网络的强大优势引入测试系统中 是德科技是 LXI 联盟的创始成员 www.pxisa.org PCI 扩展仪器 (PXI) 模块化仪器提供坚固耐用 基于 PC 的高性能测量与自动化系统 3 年保修 www.keysight.com/find/threeyearwarranty 是德科技卓越的产品可靠性和广泛的 3 年保修服务完美结合, 从另一途径帮助您实现业务目标 : 增强测量信心 降低拥有成本 增强操作方便性 是德科技保证方案 www.keysight.com/find/assuranceplans 5 年的周密保护以及持续的巨大预算投入, 可确保您的仪器符合规范要求, 精确的测量让您可以继续高枕无忧 www.keysight.com/quality Keysight Electronic Measurement Group DEKRA Certified ISO 9001:2008 Quality Management System 是德科技渠道合作伙伴 www.keysight.com/find/channelpartners 黄金搭档 : 是德科技的专业测量技术和丰富产品与渠道合作伙伴的便捷供货渠道完美结合 ATCA, AdvancedTCA, and the ATCA logo are registered US trademarks of the PCI Industrial Computer Manufacturers Group. PCI-SIG, PCIe and the PCI Express are US registered trademarks and/or service marks of PCI-SIG. 如欲获得是德科技的产品 应用和服务信息, 请与是德科技联系 如欲获得完整的产品列表, 请访问 : www.keysight.com/find/contactus 请通过 Internet 电话 传真得到测试和测量帮助 热线电话 : 800-810-0189 400-810-0189 热线传真 : 800-820-2816 400-820-3863 是德科技 ( 中国 ) 有限公司地址 : 北京市朝阳区望京北路 3 号电话 : (010) 64397888 传真 : (010) 64390278 邮编 : 100102 上海分公司地址 : 上海市虹口区四川北路 1350 号利通广场 19 层电话 : (021) 36127688 传真 : (021) 36127188 邮编 : 200080 广州分公司地址 : 广州市天河北路 233 号中信广场 66 层 07-08 室电话 : (020) 38113988 传真 : (020) 86695074 邮编 : 510613 成都分公司地址 : 成都高新区南部园区天府四街 116 号电话 : (028) 83108888 传真 : (028) 85330830 邮编 : 610041 深圳分公司地址 : 深圳市福田中心区福华一路六号免税商务大厦 3 楼电话 : (0755) 83079588 传真 : (0755) 82763181 邮编 : 518048 西安分公司地址 : 西安市碑林区南关正街 88 号长安国际大厦 D 座 5/F 电话 : (029) 88867770 传真 : (029) 88861330 邮编 : 710068 是德科技香港有限公司地址 : 香港北角电气道 169 号 25 楼电话 : (852) 31977777 传真 : (852) 25069292 香港热线 : 800-938-693 香港传真 : (852) 25069233 本文中的产品指标和说明可不经通知而更改 Keysight Technologies, 2011-2014 Published in USA, August 1, 2014 出版号 : 5989-4149CHCN www.keysight.com