R&S®ZNB 高速數位訊號完整性、去嵌入與眼圖分析應用

隨著資料傳輸速率不斷提高，高速數位設計及其所用元件的訊號完整性方面變得越來越具挑戰性，特別是在更高的資料速率下，向量網路分析儀 (VNA) 越來越多地取代傳統的時域反射儀 (TDR) 的測試配置，用以測試連接器、電纜和 PCB 等被動元件，使用者受益於 VNA 更高的準確性、速度和 ESD 穩健性，這使得 VNA 成為該領域的首選儀器。

圖 1：R&S®ZNB20 設置，用於驗證 PCB 上高達 20 GHz 的高速差分訊號線路

測試解決方案

在執行諸如驗證 PCB 上的數位高速訊號結構等任務時，測試必須在特定層次上進行，且不受探棒、探棒焊盤、導通孔、引線和引出線的影響，這需要使用精確的去嵌入 (deembedding) 演算法來計算並從測試中移除這些影響，從而僅留下感興趣區域的結果。

以下配置為一個用於驗證 PCB 上高達 20 GHz 的高速差分訊號線路的範例，測試配置的基礎是 R&S®ZNB20 四埠 VNA；相應的去嵌入工具（例如 Delta-L、Delta-L+、PacketMicro Smart Fixture Deembedding (SFD) 或 AtaiTec In-Situ Deembedding (ISD)）可以直接在 R&S®ZNB20 上執行，無需外部 PC，除了實際要量測的訊號走線外，PCB 測試耦合片通常還包括較短的訊號走線以利於去嵌入，使用差分 PCB 探棒（例如來自 PacketMicro）將 R&S®ZNB20 連接到這些訊號走線。

圖 2：測試配置
 

圖 3：測試程序的步驟
 

圖 4：同時顯示眼圖以及頻域和時域的測量結果

流程自動化

為了簡化此程序並引導操作員完成測試步驟，測試通常會透過軟體進行自動化，左側的螢幕截圖顯示了此測試程序三個步驟的範例：

• 量測用於去嵌入的 2xthru（短）結構，結果顯示在左欄。
• 量測總體（長）結構，結果顯示在中間欄。
• 以所選的去嵌入方法計算感興趣區域，結果顯示在右欄。

對於 2xthru（短）以及總體（長）測量，阻抗與時間的關係都顯示在插入損耗上方，這使得操作員可以輕鬆快速地識別探棒是否需要重新調整。

眼圖

為了進一步研究，可以使用 R&S®ZNB-K20 選項來分析感興趣區域的眼圖，此選配還可用以驗證加重、雜訊、抖動和等化對眼圖的影響，更還提供 PASS/FAIL 偵測和統計結果的遮罩測試。

總結

R&S®ZNB 在一個儀器中提供了測試 PCB 上數位高速訊號結構所需的所有功能，可以將額外的去嵌入工具安裝在儀器上，以免除探棒、探棒焊盤、導通孔、引線和引出線的影響。

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