利用TDR （时域反射计）测量传输延时

PCB TDR阻抗测量

从该数据可以获得以下几项信息：

1.图7与图5中的仿真曲线相同，证明了模型的准确性。

2.光标用于测量线路阻抗。第1级阶跃为49.7Ω，代表CSA8000电缆。与我们的预期结果一致。

3.第二光标显示97.8Ω，为MAX9979内部DATA1/NDATA1两端的100Ω电阻(参见图4)。与我们的预期结果一致。

4.第2级阶跃阻抗不是50Ω。这一级为DATA1 PCB阻抗，大约为63Ω。这意味着DATA1和NDATA1的PCB引线不是我们所希望的50Ω。

5.大幅值为150Ω，是额外的50Ω电缆和100Ω电阻，只存在于第3级反射。

该测量可以简化为：

1.将12in SMA电缆的一端连接至CSA8000。将电缆另一端连接至MAX9979EVKIT的DATA1 SMA输入连接器。

2.将NDATA1的SMA连接器通过SMA接地，从图4可以看出这一点。12in SMA电缆的长度与延时测量无关，但应尽可能短。

3.无需对MAX9979EVKIT供电。该测量针对焊接到电路板上的MAX9979进行，但不需要上电。有些用户更喜欢使用没有焊接器件的电路板进行测量。断开MAX9979将产生更清晰的3级阶跃信号，仿真图1所示开路状态。两种配置下，实际时间测量结果相同。

图8. 波形与图7相同，但为扩展后的波形，测量延时。

图8所示，测量第2级阶跃—DATA1 PCB引线延时。注意：

1. 第1级阶跃为电缆，我们对其延时并不感兴趣。

2.测量值为1.39ns，PCB延时为该值的一半，或为0.695ns。这一延时确实大于模型的延时，但我们仅利用模型估算延时加以比较。

3.测量在信号的倾斜沿进行。这些倾斜沿代表电路板SMA和MAX9979 DATA1引脚的电容效应。因此，在这些倾斜沿之间进行测量能够确保测试结果包含了SMA和PIN延时。还需注意的是，波形中存在凸峰：这是SMA连接器与电路板之间的电感产生的。由此，需要在凸峰之前进行测量，以确保获取完整的电路板延时。进一步的TDR测量读数将突显这些电容和电感造成的倾斜沿和凸峰。

第3步：测量DUT1输出信号的PCB引线延时/阻抗。

图9. DUT1 PCB TDR延时和阻抗测量

图9所示示波器波形是采用与图7、图8相同的设置产生的。我们现在采用一条2in长SMA电缆连接CSA8000 80E04模块MAX9979EVKIT的DUT1 SMA。注意：

1.第1级阶跃表示2in电缆。TDR信号为0.5V，第1级阶跃为250mV。说明我们电缆的阻抗为50Ω，与预期情况一致。

2.DUT1延时是在两个倾斜沿之间进行测量得到的，与上述DATA1测量说明相同。然而，需要注意的是：这些倾斜沿之间的电平同样为50Ω。该值表明较短的DUT1 PCB金属线非常接近于理想的50Ω。

3.从上述内容得到DATA1引线阻抗为63Ω，DUT1节点阻抗为50Ω。这意味着DATA1输入的金属线宽比DUT1输出的线宽窄。理想情况下，它们应该相同。TDR测量发现了这一差异，这不一定是系统错误。DUT1引线阻抗稍高是由于较窄的金属线造成的，但它同时也减小了DATA1金属线的电容。数据线是最长的引线，为了保证最宽频带的要求，该电容应尽小。

4.DUT1的PCB延时很难测量，其阻抗与电缆相同。如果MAX9979没有焊接到电路板上，我们将看到“开路”状态的三级阶跃信号。但是，在焊接了MAX9979的条件下仍然可以测量到这一延时。通过检查电容效应产生的倾斜沿，可以看出SMA连接器在电路板的焊接位置以及MAX9979 DUT1引脚的位置。我们同样可以查看SMA连接器电感产生的凸峰，确认它处于两个倾斜沿之间。解决了这些问题，可以测得延时为360ps，将该值减半，得到实际DUT1 PCB电路板的延时，该延时为180ps。

第4步：用两条相同的SMA电缆连接差分信号发生器，测量CSA8000的基线延时。

图10. 测量来自发生器的DATA1/NDATA1信号

图10所示，C1和C2是两个互补PECL信号，幅值大约为450mV。这些DATA1和NDATA1信号直接由外部的信号发生器产生，送入CSA8000输入。我们采用CSA8000的20GHz采样探头，从该数据可得出以下结果：

1.M1是差分信号C1 - C2的数学计算值，幅值为900mV，10%/90%上升和下降时间接近于700ps。这意味着DATA1/NDATA1信号上没有任何干扰。

2.我们还对Crs或M1差分信号的过零点进行测量，测得数据为29.56ns。触发示波器，我们仅关注这些过零点中的一个。给MAX9979上电，然后测量相同过零点，因为它是通过整个电路板的延时。

3.该延时还包括两条输入电缆的延时，因为这些电缆也被用于测量通过电路板的信号延时，其延时相互抵消。尽管如此，最好还是使用尽可能短的电缆，只是该延时对传输延时测量并不重要。

第5步：MAX9979EVKIT上电。

图11. MAX9979上电并为CSA8000的50Ω负载产生3V信号

将DATA1和NDATA1信号连接至已上电