PCB的差分阻抗测试技术

第三,"coupon"与真实的走线在PCB板上的位置不同。目前的PCB板都采用多层走线的设计,在生产时需要经过压制。当PCB板压制时,板子不同的位置所受到的压力不可能做到一致,这样制成的PCB板在不同的位置上介电常数往往不相同,特征阻抗也当然不同。

可见仅仅对PCB板的"coupon"进行TDR测试是不能完全反映PCB板内真实走线的真实特征阻抗的。无论是PCB板的生产商还是高速电路设计者、制造者都希望能对PCB板内的真实高速差分走线直接进行TDR测试,获得最准确的特征阻抗信息。阻碍真实测试的主要原因有以下两个:难以找到差分TDR探头的接地点,高速PCB设计人员不会在设计高速差分走线时在走线的末端(即芯片引脚)附近放置固定间距的接地点；差分走线的末端(即芯片的引脚)间距是多变的,必需要一个间距可调的差分探头来实现探测

真差分TDR测试的优势

我们之前讨论差分TDR测试方法时,我们了解到如果TDR设备发出的阶跃信号是差分信号,就可以实现虚拟接地,即差分TDR探头无需与被测试的PCB板接地。只要测试者手中有一个间距可调的差分TDR探头即可完成测试。

图11是一个带宽高达18GHz的差分TDR探头在进行差分TDR测试时的情况。它的探针间距可以在0.5mm～4.5mm之间连续可调,即使在测试一个比圆珠笔尖还要微小的测试点时仍然可以非常从容地以单手完成操作。

图11:高带宽差分TDR探头进行精密的TDR探测

由于探头的带宽高达18GHz,因此可以获得很高的测试分辨率,图12是对一块"coupon"的差分走线进行测试时获得的结果。红色波形是对"coupon"最初的测试结果,随后在走线上贴上了一个很小的胶条(红色圆圈所示部位)然后再进行测试,获得了如白色波形的测试结果。可见由于贴上小胶条所带来的微小阻抗不连续也能够通过高带宽差分TDR探头清晰地反映出来。

图12:高带宽TDR差分探头进行PCB差分探测所获得的结果

真差分的TDR设备配合高带宽差分探头进行PCB差分特征阻抗测试时,无需在PCB板内苦苦的寻找接地点,只要探针调整到合适的间距,即可轻松的对PCB板内的真实差分走线进行探测。

本文小结:

使用一台真差分的TDR设备,利用差分信号可以实现虚拟接地的便利,配合间距可调的差分TDR探头可以轻松实现对PCB板内真实差分走线的特征阻抗测量。令高速PCB设计人员和PCB制造者在进行PCB测试时获得极高的测试效率和准确的测试结果。