為什么PCB衰減大得離譜

大家好，小科來(lái)為大家解答以上問(wèn)題。為什么PCB衰減大得離譜這個(gè)很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來(lái)看看吧！

1、高速先生在測(cè)試夾具中看到了各種損耗測(cè)試結(jié)果。如果你想象一個(gè)只有幾英寸的PCB走線和SMA連接器在最壞的情況下能達(dá)到多大的損耗，那么高速先生測(cè)出來(lái)的結(jié)果絕對(duì)會(huì)超出你的想象！

2、讓我們來(lái)猜猜，好嗎？PCB走線長(zhǎng)度約為2.5英寸，如果頻率不是很高，那么在5GHz的頻率下，損耗能有多大？1dB、2dB、5db？好吧，讓我們猜得更夸張一點(diǎn)。10dB夠嗎？任何在SI理論或測(cè)試方面有一些經(jīng)驗(yàn)的人，或者對(duì)板參數(shù)有一些了解的人，對(duì)于僅2.5英寸的痕量損失都會(huì)有他們自己的預(yù)期范圍。

3、當(dāng)你以為已經(jīng)猜到了10dB的損耗，甚至懷疑自己在說(shuō)什么的時(shí)候，高速先生就忍不住告訴你，高速先生測(cè)到了一條2.5英寸的走線損耗超過(guò)20dB@5GHz。

4、但這真的發(fā)生在高速先生面前。

5、客戶設(shè)計(jì)的芯片測(cè)試卡具板，其中芯片的重要輸出引腳通過(guò)SMA連接器引出至示波器進(jìn)行眼圖測(cè)試，速度為10Gbps，即基頻為5GHz。測(cè)試結(jié)果顯示，眼圖實(shí)際上是閉合的，引出線實(shí)際上并不長(zhǎng)，也就是2.5英寸左右。

6、客戶還用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試了同樣的2.5英寸去嵌入痕跡，也就是我們常說(shuō)的2xthru痕跡，發(fā)現(xiàn)損失大得驚人，結(jié)果如下。

7、高速度先生看到這個(gè)結(jié)果真的很驚訝?？蛻暨€把固定板寄給了我們。在看PCB設(shè)計(jì)之前，我們也先測(cè)試了一下，發(fā)現(xiàn)確實(shí)是一樣的結(jié)果。

8、在高蘇先生看來(lái)，20dB以上5GHz的衰減絕對(duì)是不正常的，簡(jiǎn)單布線的損耗即使用最普通的板也不會(huì)那么大。

9、所以我們決定結(jié)合PCB設(shè)計(jì)和測(cè)試夾具一起看。

10、首先我們看到PCB設(shè)計(jì)的2xthru走線看起來(lái)如下，兩端是SMA連接器，中間是2.5英寸的走線，感覺(jué)沒(méi)什么特別的。

11、從層壓板上看，印刷電路板的厚度為3毫米。

12、我們看到布線走到TOP層，然后我們看了看SMA連接器的放置位置，打開絲網(wǎng)層發(fā)現(xiàn)SMA頭也放置在TOP層！也就是說(shuō)，它與布線在同一側(cè)。

13、看到這里，高速先生已經(jīng)可以想象過(guò)度虧損的原因了。

14、結(jié)合測(cè)試夾具，我們可以看到形狀記憶合金頭以與絲網(wǎng)印刷相同的方式焊接在頂層。

15、最后，高速先生看了一下所使用的SMA連接器的文檔，發(fā)現(xiàn)是一個(gè)引腳長(zhǎng)度為4 mm的引腳焊接連接器。

16、收集到以上信息后，高先生的速度就可以揭曉謎底了。

17、根據(jù)模型的外觀和實(shí)際焊接情況，我們繪制了以下示意圖。估計(jì)大家一看就明白問(wèn)題了！

18、和這個(gè)測(cè)試夾具一樣，如果從TOP層進(jìn)行焊接，布線在TOP層，SMA連接器的整個(gè)板厚和引腳長(zhǎng)度就是這個(gè)信號(hào)的短截線，如果只考慮引腳長(zhǎng)度，短截線也達(dá)到4mm。

19、根據(jù)我們的反射理論，它肯定會(huì)對(duì)5GHz信號(hào)產(chǎn)生巨大的影響。

20、為了更直觀地證明這個(gè)想法，我們?cè)赟MA連接器的模型模擬板上模擬了走線，模擬結(jié)果可以很好地與實(shí)際測(cè)量結(jié)果對(duì)應(yīng)！

21、后來(lái)，我們把結(jié)論和模擬數(shù)據(jù)告訴了客戶?？蛻粽f(shuō)當(dāng)時(shí)可能沒(méi)有過(guò)多考慮信號(hào)完整性，只是覺(jué)得如果走線在TOP層，然后在TOP層焊接SMA連接器，識(shí)別測(cè)試走線會(huì)更方便。

22、直到聽到高速先生的結(jié)論，我才意識(shí)到。

23、事情已經(jīng)在這里做了，原因也已經(jīng)找清楚了。

24、高速先生可以為客戶做更多的事情。在客戶目前的測(cè)試夾具上，看看有沒(méi)有辦法在現(xiàn)成的板上進(jìn)行優(yōu)化。

25、我們看到目前信號(hào)質(zhì)量差是由于SMA連接器焊接到表層造成的，STUB達(dá)到針長(zhǎng)的4mm。如果我們從底層焊接SMA連接器，會(huì)有什么效果？

26、從反向模型來(lái)看，存根將變得非常短。此時(shí)，讓我們先對(duì)這個(gè)模型進(jìn)行模擬。從模擬結(jié)果來(lái)看，這種2xthru布線的性能變得非常理想。

27、所以讓客戶再次取下表層的SMA，然后從底層開始焊接。焊接完成后再次測(cè)試，芯片引腳到夾具的眼圖變得很好，也證明了高蘇先生的臨時(shí)方法很有效！

28、綜上所述，像本文這種情況，對(duì)于10Gbps速率的信號(hào)測(cè)試，SMA連接器本身的選擇是可以的，但是需要注意各種短截線對(duì)信號(hào)的影響。

29、和很多朋友一樣，之前他們只關(guān)注布線和過(guò)孔的短截線，但是SMA連接器本身的短截線的影響更為微妙和致命，所以我們必須對(duì)測(cè)試夾具的設(shè)計(jì)和SMA連接器的選擇給予足夠的重視，尤其是在高速測(cè)試夾具的場(chǎng)景中，短截線的問(wèn)題往往是決定這個(gè)測(cè)試項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵！

本文到此結(jié)束，希望對(duì)大家有所幫助。