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差分信號(hào)傳輸線纜測(cè)試

測(cè)試簡(jiǎn)介

隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對(duì)信號(hào)的傳輸速率的要求越來(lái)越高,這就要求在有限的帶寬內(nèi)塞入更多的信號(hào)字節(jié)。而體積不斷縮小的半導(dǎo)體單元,又要求信號(hào)的電平越來(lái)越低。而信號(hào)帶寬的減少,信號(hào)電平的降低,都不可避免的帶來(lái)誤碼率的上升。為了降低誤碼率,差分傳輸技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。現(xiàn)在,差分信號(hào)傳輸技術(shù)被廣泛在應(yīng)用在高速率,長(zhǎng)距離傳輸?shù)膱?chǎng)景中,大大的提高了信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?


差分傳輸是一種信號(hào)傳輸?shù)募夹g(shù),區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號(hào)線一根地線的做法,差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號(hào),這兩個(gè)信號(hào)的振幅相同,相位相反。在這兩根線上的傳輸?shù)男盘?hào)就是差分信號(hào)。信號(hào)接收端比較這兩個(gè)電壓的差值來(lái)判斷發(fā)送端發(fā)送的邏輯狀態(tài)。

差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號(hào),這兩個(gè)信號(hào)的振幅相同,相位相反

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

差分信號(hào)和普通的單端信號(hào)走線相比,最明顯的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
1、抗干擾能力強(qiáng),因?yàn)閮筛罘肿呔€之間的耦合很好,當(dāng)外界存在噪聲干擾時(shí),幾乎是同時(shí)被耦合到兩條線上,而接收端關(guān)心的只是兩信號(hào)的差值,所以外界的共模噪聲可以被最大程度抵消。
2、能有效的抑制EMI,同樣的道理,由于兩根信號(hào)的極性相反,他們對(duì)外輻射的電磁場(chǎng)可以相互抵消,耦合的越緊密,泄放到外界的電磁能量也越少。
3、時(shí)序定位精確,由于差分信號(hào)的開(kāi)關(guān)變化是位于兩個(gè)信號(hào)的交點(diǎn),而不像普通單端信號(hào)依靠高低兩個(gè)閾值電壓判斷,因而受工藝,溫度的影響小,能降低時(shí)序上的誤差,同時(shí)也更適合于低幅度信號(hào)的電路。目前流行的LVDS就是指這種小振幅差分信號(hào)技術(shù)。

差分信號(hào)對(duì)的主要測(cè)試參數(shù)

雖然差分傳輸?shù)暮锰幒芏啵秉c(diǎn)也很明顯,比如在PCB布線時(shí),兩條差分線必須嚴(yán)格的等長(zhǎng),且等間距,這對(duì)PCB板的設(shè)計(jì)及工藝提出了很高的要求,使用雙絞線傳輸差分信號(hào)時(shí),必須要求雙絞線中的兩根線等長(zhǎng),且必須緊密的絞合在一起。如果制造工藝不達(dá)標(biāo),不但起不到降低誤碼率的作用,甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的傳輸問(wèn)題。這時(shí)就可以通過(guò)對(duì)差分傳輸線纜的性能測(cè)試來(lái)驗(yàn)證線纜是否可滿足信號(hào)傳輸?shù)男枰?


北測(cè)集團(tuán)擁有高帶寬的網(wǎng)絡(luò)分析儀,電子校準(zhǔn)器,以及專用的差分線纜測(cè)試夾具,以及擁有多員經(jīng)驗(yàn)豐富的射頻測(cè)試工程師,可以準(zhǔn)確的測(cè)試出差分傳輸線纜的各項(xiàng)參數(shù),有效的幫助客戶提升射頻產(chǎn)品的各項(xiàng)性能。


測(cè)試指標(biāo)

常見(jiàn)的差分傳輸線纜的測(cè)試指標(biāo)如下:
★ 差分阻抗:差分信號(hào)的特性阻抗除了兩根導(dǎo)線各自的特征阻抗外,還應(yīng)加上因耦合而產(chǎn)生的阻抗,一般會(huì)略小于兩根單獨(dú)線纜的特性阻抗之和。這個(gè)指標(biāo)需要使用網(wǎng)絡(luò)分析儀的TDR功能來(lái)實(shí)現(xiàn),差分特征阻抗在網(wǎng)分上用TDD11來(lái)表示。
★ 回波損耗:差分線對(duì)輸入端反射功率對(duì)輸入功率的比值,成因是阻抗的不連續(xù),回波損耗在網(wǎng)分上用SDD11來(lái)表示。
★ 插入損耗:差分線對(duì)輸出端接收到的功率對(duì)輸入功率的比值,插入損耗在網(wǎng)分上用SDD21來(lái)表示,根據(jù)客戶的需求,有時(shí)也會(huì)用SDD12來(lái)表示。
★ 近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_:信號(hào)傳輸過(guò)程中,由于互感和互容的存在,信號(hào)在相鄰導(dǎo)線對(duì)內(nèi)產(chǎn)生了往輸入端和往遠(yuǎn)端不相同的干擾信號(hào)。在被干擾線對(duì)輸入端測(cè)得近端串?dāng)_,在被干擾線的遠(yuǎn)端得到遠(yuǎn)端串?dāng)_。
★ 差分對(duì)對(duì)內(nèi)時(shí)延差:差分信號(hào)特定相位經(jīng)過(guò)等長(zhǎng)導(dǎo)線傳輸后,相對(duì)時(shí)間的差值,這個(gè)指標(biāo)對(duì)于差分信號(hào)傳輸信息的準(zhǔn)確性非常重要。
注:這里的SDD和TDD中的DD是表示差分模式的輸入(Stimulus)和反饋(Response)之間的關(guān)系。

測(cè)試應(yīng)用

信號(hào)傳輸設(shè)備的各組件,如PCB板,雙絞線,射頻線纜等。

差分信號(hào)傳輸線纜測(cè)試應(yīng)用

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

GJB 9386-2018 電連接器數(shù)據(jù)傳輸性能測(cè)試方法
YD/T 838.1-2016 數(shù)字通信用對(duì)絞/星絞對(duì)稱電纜
GB/T 5441-2016 通信電纜試驗(yàn)方法

測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)照片

差分信號(hào)傳輸線纜測(cè)試

差分信號(hào)傳輸線纜測(cè)試

測(cè)試實(shí)測(cè)典型波形

特性阻抗

特性阻抗


回波損耗

回波損耗

插入損耗

插入損耗

近端串?dāng)_

近端串?dāng)_

遠(yuǎn)端串?dāng)_

遠(yuǎn)端串?dāng)_

差分對(duì)對(duì)內(nèi)時(shí)延差

差分對(duì)對(duì)內(nèi)時(shí)延差

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