延誤高速、高密度PCB板設計上市時間的最大挑戰(zhàn)之一是通道間存在串擾(在一個差分通道對與相鄰的差分對之間)。當然,差分對內(nèi)的串擾是非常必要的,我們稱之為耦合,這種強耦合提供高共模抑制比(CMRR),但差分對之間的任何模式轉(zhuǎn)換都將產(chǎn)生串擾。這里示出的是帶有兩塊子卡的XAUI 背板,典型數(shù)據(jù)傳輸率為3.125 Gb/s。該高速差分通道的設計目標是最小化整個通道長度上相鄰差分電路板走線間的串擾。從差模到共模的任何模式轉(zhuǎn)換都將產(chǎn)生EMI,并把串擾注入其它通道而使性能下降。對于背板設計來說,有用的調(diào)試工具將精確地找出通道內(nèi)發(fā)生模式轉(zhuǎn)換的具體位置。差模至共模轉(zhuǎn)換的時域反射參數(shù)(TCD11) 與通道的差分阻抗輪廓(TDD11)在時間上是對準的。把標記放在TCD11的最大幅度峰值上。這是通道內(nèi)產(chǎn)生模式轉(zhuǎn)換的地方,也是最大的串擾源。我們能把TDD11與TCD11在時間上對準,從而在空間上共同定位TDD11上有問題的地方。為把結(jié)構(gòu)與通道相關聯(lián),我們把差分阻抗輪廓作為參照。已知 TDD11上有兩個電容性的不連續(xù),分別是子板的過孔和母板的過孔。由于標記是落在TDD11的第二個不連續(xù)處,因此知道母板的過孔是造成相鄰通道內(nèi)串擾的最大禍首。應重新為母板的過孔選路,以減小串擾的產(chǎn)生。這項測量和分析可全部在PLTS工具環(huán)境中完成。
在表征用于特定數(shù)字協(xié)議的器件時,眼圖分析是非常有用的。例如我們知道ATCA 背板能在 10Gb/s 時很好的工作,如果眼圖能很好張開,并且數(shù)據(jù)躍變沒有侵入標準模板,我們就能說已符合標準要求。這種卷積運算可用于標準 PRBS 碼型, PLTS 允許使用的標準 PRBS碼型可達到2E15-1 的長度。這種建立眼圖的方法與使用帶標準模板的碼型發(fā)生器和采樣示波器的標準符合性測試的標準方法相當一致。
當用戶懷疑連接器有問題時可以用PLTS的時域選通技術進行仿真驗證。PLTS系統(tǒng)可以基于頻域和時域的測量結(jié)果提取出線路的RLCG(電阻、電感、電容、電導)模型,RLCG 模型采用等效電路的方法描述無源傳輸線的電特性,能產(chǎn)生基于測量的耦合傳輸線的精確模型。PLTS 能將RLCG輸出到建模與仿真軟件如Agilent 的ADS, Synopsis的 HSPICE等進行傳輸線和系統(tǒng)仿真,通過仿真可以分析線路故障原因和指導設計。
測試系統(tǒng)配置
在PLTS中,使用基于TDR的測試系統(tǒng)和基于VNA的測試系統(tǒng)都可以提供比較完整的信息,那么應該選擇哪個系統(tǒng)呢?許多信號完整性(SI)實驗室都同時采用了這兩種系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)各有優(yōu)勢,在某些要求得到最大限度的多功能性場合,這兩套系統(tǒng)都可以適當?shù)丶右允褂?。對于需要快速建立一階模型、而且希望測試設備容易使用和熟悉的工程師來說,基于TDR的測試系統(tǒng)可能是最佳選擇。而基于矢量網(wǎng)絡分析儀(VNA)的測試系統(tǒng)大大提高了帶寬、幅度和相位精度、相位穩(wěn)定性、動態(tài)范圍(信噪比)和先進的校準技術。在很多情況下高動態(tài)范圍是非常重要的,使用大的動態(tài)范圍就有可能把非常低的信號串擾測試出來,對于差分器件來說高的動態(tài)范圍可以識別非常小的模式轉(zhuǎn)換,如由于差分器件設計不對稱造成差分信號轉(zhuǎn)換成共模干擾。由于VNA可以直接進行線路或電纜的頻域衰減曲線的測量,所以當非常關注測量結(jié)果的精度和可重復性,或者希望直接測量頻域參數(shù)時,最好選擇VNA。