本應(yīng)用測(cè)試針對(duì)非標(biāo)稱(chēng) 50Ω的線(xiàn)纜,包括同軸、雙絞線(xiàn)、差分高速數(shù)據(jù)線(xiàn)的測(cè)試,包括阻抗參數(shù)、S 參數(shù)(插損、駐波、Smith 圖等等),也可以繪制眼圖。
根據(jù)電纜的性能,如頻率范圍、長(zhǎng)度、是否差分,設(shè)置時(shí)域門(mén)控,可以按照線(xiàn)纜連接的位置,門(mén)控選通,獲得實(shí)際物理線(xiàn)纜的各項(xiàng)參數(shù)結(jié)果。門(mén)控選通測(cè)試結(jié)果對(duì)應(yīng)被測(cè)線(xiàn)纜,不含接頭和夾具以及其它測(cè)試線(xiàn)纜。
必要性和難點(diǎn):
由于被測(cè)線(xiàn)纜不是 50Ω標(biāo)準(zhǔn)同軸線(xiàn)纜,可能是高速數(shù)據(jù)線(xiàn)、差分線(xiàn)等。用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試時(shí),測(cè)試端口是標(biāo)準(zhǔn) 50Ω同軸線(xiàn)纜,因此在連接被測(cè)電纜時(shí)要求使用轉(zhuǎn)接頭或夾具,而這些接頭和夾具的 S 參數(shù)未知,需要去除其影響,才能獲得被測(cè)線(xiàn)纜的實(shí)際參數(shù)。
目前常用的方法是去嵌入或夾具移除法,這些方法要求精確設(shè)計(jì)的夾具和微帶校準(zhǔn)件,校準(zhǔn)后移除夾具的 S 參數(shù)。其難點(diǎn)在于夾具及其校準(zhǔn)件的制作,通常校準(zhǔn)件的參數(shù)是理論設(shè)計(jì)值,跟實(shí)際值有一定差距,并且校準(zhǔn)和得到的夾具自身 S 參數(shù),可能造成實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)的波動(dòng),甚至錯(cuò)誤。
本方法采用通用校準(zhǔn)方法,通過(guò)時(shí)域選通功能,定位到被測(cè)電纜,實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)排除接頭和夾具的影響。
測(cè)試原理:
時(shí)域分析是矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的一個(gè)功能選項(xiàng),時(shí)域分析中被測(cè)量是時(shí)間的函數(shù)。對(duì)于均勻介質(zhì)中的傳輸,時(shí)間軸等效于距離軸。理論上,任意被測(cè)量例如阻抗 Z、導(dǎo)納 Y 或 S 參數(shù)都可以用脈沖響應(yīng)或階躍響應(yīng)在時(shí)域來(lái)表征。
矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀通過(guò)頻域分析參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)果,通過(guò) FFT 反變換及濾波和加窗,得到時(shí)域測(cè)試參數(shù),橫軸為時(shí)間軸,分析脈沖響應(yīng)或階躍響應(yīng)。對(duì)于均勻介質(zhì)中的傳輸,時(shí)間軸等效于距離軸。快速傅里葉(FFT)正反變換是矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀實(shí)現(xiàn)時(shí)域分析的基礎(chǔ)。用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀時(shí)域分析時(shí),需要根據(jù)被測(cè)件電長(zhǎng)度 L 界定模糊距離,從而定義頻率間隔Δf;需要根據(jù)需求定義電長(zhǎng)度分辨率(時(shí)間間隔分辨率),從而定義頻率寬度 SPAN。最大無(wú)模糊距離時(shí)間(長(zhǎng)度)分辨率注意,單端(S11)測(cè)試距離和時(shí)間,信號(hào)往返,是雙端單向傳輸(S21)的 2 倍。如果被測(cè)線(xiàn)纜的電長(zhǎng)度小于最大無(wú)模糊距離的 2 倍時(shí),連接線(xiàn)纜單端(S11)測(cè)試的末端要連接匹配負(fù)載,否則末端開(kāi)路或短路會(huì)在測(cè)試范圍內(nèi)產(chǎn)生模糊信號(hào)。
使用“時(shí)間門(mén)”選擇脈沖響應(yīng)中的特定部分而抑制其余部分。時(shí)間門(mén)在時(shí)域分析狀態(tài)進(jìn)行選取和配置。時(shí)間門(mén)選取的時(shí)間片段對(duì)應(yīng)測(cè)試通道內(nèi)的某一段位置,在時(shí)域分析模式選取時(shí)間門(mén),對(duì)應(yīng)電纜連接監(jiān)控位置點(diǎn),打開(kāi)時(shí)間門(mén)后,切換到頻域進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
測(cè)試方法:
DUT 為線(xiàn)纜,可以是 10Ω~1kΩ內(nèi)任意阻抗;被測(cè)電纜焊接 50Ω同軸接頭,如 SMA、N;如果 DUT 為差分電纜,每個(gè)電纜對(duì)焊接兩對(duì) 50Ω同軸接頭,每對(duì)接頭外殼導(dǎo)體互聯(lián),并連接 DUT 屏蔽層。測(cè)試之前校準(zhǔn)。測(cè)試窗口分兩個(gè) Channel:
Ch1 線(xiàn)纜插入損耗: S21 測(cè)試,采用帶通沖擊響應(yīng),在第一峰值處門(mén)控選通,至少包含一對(duì)時(shí)域副瓣;
Ch2 線(xiàn)纜阻抗: Z11 測(cè)試,采用低通階躍響應(yīng),門(mén)控選通,包含 DUT 長(zhǎng)度 50%~80%。
審核編輯 黃昊宇
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