我的板子為什么測(cè)不了損耗

高速先生成員--周偉

最近我們珠海高速實(shí)驗(yàn)室正式對(duì)外開(kāi)放了，我們也同步推出了關(guān)于高速信號(hào)測(cè)試、高速儀器的一些視頻。

大家知道我們有儀器后，很多熱心的小伙伴們就以為我們開(kāi)掛了，什么都能測(cè)，然后就會(huì)來(lái)咨詢我們，很多都是希望我們能幫他們測(cè)一下實(shí)物板上的線路損耗，包括cable的損耗等；老實(shí)說(shuō)，我們也很想測(cè)，但真的很難，臣妾做不到??！下面簡(jiǎn)單匯總一些熱心小伙伴們的測(cè)試需求。

關(guān)于損耗的測(cè)試需求真的是五花八門，今天我們就來(lái)一起簡(jiǎn)單普及下為什么實(shí)物板可以測(cè)試阻抗而不能測(cè)損耗。

我們先來(lái)了解下測(cè)試阻抗和損耗的儀器，目前我們珠海高速實(shí)驗(yàn)室采用的是Keysight的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀N5227B，頻率從10MHz到67GHz，如下圖所示：

而我們深圳高速實(shí)驗(yàn)室采用的是羅德與施瓦茨的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀ZVA67，頻率也是從10MHz到67GHz，如下圖所示：

待測(cè)物（后面用俗稱DUT表示）和儀器之間就需要通過(guò)長(zhǎng)短不一的各種線纜（后面用俗稱Cable表示）來(lái)對(duì)接，如下圖所示：

Cable一端接儀器，另一端接DUT，而DUT的種類就更加繁多，也就是大家的待測(cè)產(chǎn)品，實(shí)在是太多了，有實(shí)物PCB板，也有連接器、線纜、芯片及測(cè)試板等，下面我們簡(jiǎn)單舉個(gè)常規(guī)的例子，實(shí)物PCB板和帶SMA頭的測(cè)試板，如下圖所示：

如果是帶SMA頭的測(cè)試板，只需要直接將前面的Cable和板子上的SMA頭對(duì)接（當(dāng)然接口大小需要一致，常規(guī)都是比如3.5mm，2.92mm，2.4mm和1.85mm等幾種規(guī)格的接口尺寸，如果不一致還需要采用轉(zhuǎn)接頭），接好后就可以直接進(jìn)行阻抗和損耗的測(cè)試了。如果是測(cè)試DUT的損耗，一般還會(huì)采用去嵌的方式將SMA頭的損耗去嵌掉，去嵌完的數(shù)據(jù)就是DUT的損耗數(shù)據(jù)，如果不去嵌就會(huì)帶入SMA頭的影響。關(guān)于去嵌不是我們今天本文的重點(diǎn)，在此先跳過(guò)，不再贅述。連接好的圖片如下所示：

那如果是實(shí)物PCB板或者其他的沒(méi)有帶SMA頭的DUT需要測(cè)試損耗，首先就需要考慮怎么和儀器對(duì)接的問(wèn)題，然后如果可以對(duì)接了，還要考慮中間引入進(jìn)來(lái)的線纜或者探頭本身的損耗大小，能否校準(zhǔn)（或去嵌）掉這個(gè)損耗，因?yàn)閾p耗的測(cè)試一般都是需要有一定的精度，同時(shí)還需要排除掉其他物體的影響，否則測(cè)試就沒(méi)有太大的意義（除非對(duì)比性測(cè)試）。

而阻抗測(cè)試就相對(duì)簡(jiǎn)單很多，因?yàn)樽杩箿y(cè)試是通過(guò)時(shí)域反射原理，只需要在任何一端有開(kāi)路的地方測(cè)試，實(shí)際操作時(shí)只需要有探頭一端接Cable，另一端可以接觸到DUT測(cè)試點(diǎn)或者焊盤就可以了，我們測(cè)試阻抗的探頭如下圖所示。

這個(gè)時(shí)候可能大家就會(huì)有疑問(wèn)了，那為什么這個(gè)探頭可以用來(lái)測(cè)阻抗卻不能用來(lái)測(cè)試損耗呢，同樣可以連上??？這就涉及到損耗和阻抗本身的測(cè)試機(jī)制了，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)：一是損耗測(cè)試需要一定的精度，這個(gè)探頭本身帶來(lái)的損耗太大且沒(méi)法去嵌，所以測(cè)出來(lái)的結(jié)果是包含了這個(gè)探頭的損耗在里面；二是損耗需要從DUT兩端測(cè)試，這就意味著兩端需要一樣的這種探頭，得出來(lái)的損耗參數(shù)就更大了；三是這種探頭依靠手來(lái)把持，接觸不是很穩(wěn)定，不同的人握力不一樣，所以不同時(shí)間不同人員測(cè)試出來(lái)的數(shù)據(jù)也有差異，對(duì)應(yīng)損耗測(cè)試的精度是不可接受的，所以很多情況下就不能依靠這種探頭來(lái)進(jìn)行損耗測(cè)試。

可能還有人會(huì)說(shuō)，不能用手持式探頭，那可以用探針臺(tái)啊，探針臺(tái)的探針是可以校準(zhǔn)去嵌的。話是這么說(shuō)，但探針臺(tái)的測(cè)試受限條件也很多，首先需要光板測(cè)試且板子平整，其次板子上pin的間距尺寸需要匹配探頭的間距等，還有就是如果一端是芯片，一端是連接器的信號(hào)，這個(gè)就沒(méi)法點(diǎn)測(cè)了。關(guān)于探針臺(tái)的介紹，我們的視頻號(hào)也有介紹過(guò)了，沒(méi)看過(guò)的在高速先生視頻號(hào)搜索觀看。

總之，沒(méi)有帶SMA頭的PCB和PCBA的都可以，如果想比較準(zhǔn)確的測(cè)試損耗或者S參數(shù)，總體還是有難度的，這下大家明白了嗎？

本期提問(wèn)

我就想測(cè)試實(shí)物板的損耗，如果還在設(shè)計(jì)階段，有什么好的辦法嗎？歡迎大家暢所欲言。

審核編輯 黃宇