高频测试简介

執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:1/21高高高高頻測試簡介頻測試簡介頻測試簡介頻測試簡介一一一一.高頻基本概念高頻基本概念高頻基本概念高頻基本概念二.二.二.二.高頻參數解讀及應用高頻參數解讀及應用高頻參數解讀及應用高頻參數解讀及應用執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:2/21一个电子系统是由各种元件所组成，对每个元件及整个系统都有功能和相应性能指标的要求。例如：滤波器的通带带宽；带外抑制；放大器增益；输出功率等。元件制造商和设计工程师需要对每个部件性能进行规划和测试，才能保证整个系统能稳定、正常地工作。每個分元件的參數測試過程是模擬最終應用系統運行的過程每個分元件的參數測試過程是模擬最終應用系統運行的過程每個分元件的參數測試過程是模擬最終應用系統運行的過程每個分元件的參數測試過程是模擬最終應用系統運行的過程,各個測各個測各個測各個測試參數是對試參數是對試參數是對試參數是對信號信號信號信號在元器件中應用狀態的模擬描述在元器件中應用狀態的模擬描述在元器件中應用狀態的模擬描述在元器件中應用狀態的模擬描述.本章介紹高頻參數的一些基本概念以便于交流及對高頻的理解.1.1時域和頻域時域和頻域時域和頻域時域和頻域時域﹕用來觀察信號隨時間軸變化的情況(Risetime/BW)觀測手段﹕示波器(Oscilloscope)﹐時域反射儀(TimeDomainReflectometry)頻域﹕用來顯示信號在不同頻點上的能量分布情況觀測手段﹕頻譜分析儀(spectrumAnalyzer)﹐網絡分析儀(NetworkAnalyzer)時域和頻域可通過傅利葉變換(ForuierTransform)來轉換((((本次課程的重點主要講述頻域的問韙本次課程的重點主要講述頻域的問韙本次課程的重點主要講述頻域的問韙本次課程的重點主要講述頻域的問韙))))第一章第一章第一章第一章高頻基本概念高頻基本概念高頻基本概念高頻基本概念執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:3/211.2高頻與低頻高頻與低頻高頻與低頻高頻與低頻RRLCLF-ViewRF-View嚴格界定嚴格界定嚴格界定嚴格界定LF&RF是不現實的是不現實的是不現實的是不現實的,RF頻段有時也可替代頻段有時也可替代頻段有時也可替代頻段有時也可替代LF:LF(KHz)RF(MHz)uW(1-3GHz)0執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:4/21VerylowFRE.lowFRE.MidemFRE.HighFRE.VeryhighFRE.UltrahighFRE.SuperhighFRE.extremelyhighFRE.通常在實際應用中也把待測物通常在實際應用中也把待測物通常在實際應用中也把待測物通常在實際應用中也把待測物(DUT)長度長度長度長度=1/10或或或或1/20波長波長波長波長(wavelength)稱為高頻稱為高頻稱為高頻稱為高頻執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:5/211.3dB1.3dB1.3dB1.3dB與與與與dBmdBmdBmdBm分貝是能量比的單位﹐是用對數形式表示的。dB:10lgP2/P1=20lgV2/V1用分貝作單位的意義在于﹕(1)可以表示很大和很小的數值,從而可以顯示更大的測量范圍(2)便于計算(如﹕可以將乘除運算變為加減運算)dBm絕對功率的單位,0dBm是1mW*(3)其值可以是正或負,表示增益或衰減.1.4差分差分差分差分(differentialsignal)與共模與共模與共模與共模(commonsignal)差分信號差分信號差分信號差分信號:是一對幅度相同,相位相反(相位相差180度)的信號,一般是正常在電路中運行的信號.執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:6/21差分信號示意圖差分信號示意圖差分信號示意圖差分信號示意圖::::為什么高頻電路中使用差分信號輸出?AB差分信號能獲得更高的輸出功率,因為Vi=Va-Vb=2VaVi執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:7/21ViVt=01.5共模信號共模信號共模信號共模信號:是一對幅度相同,相位相同(相位相差0度)的信號,一般是在電路中的雜訊信號.執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:8/211.6S1.6S1.6S1.6S參數參數參數參數((((ScatteringParameter)ScatteringParameter)ScatteringParameter)ScatteringParameter)每個S參數都有兩個數字下標,第一個對應輸出端口,第二個對應入射端口。實際上﹐S11&S22是反射系數﹐S12&S21是傳輸系數。通過測量S參數可以獲得器件的傳輸和反射特性。執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:9/21输入输入输入输入反射反射反射反射输出输出输出输出TransmittedIncident传输特性传输特性传输特性传输特性增益增益增益增益S参数参数参数参数S21,S12群延时群延时群延时群延时Delay传输系数传输系数传输系数传输系数相位相位相位相位PhaseReflectedIncident反射特性反射特性反射特性反射特性VSWRS参数参数参数参数S11,S22反射系数反射系数反射系数反射系数阻抗阻抗阻抗阻抗R+jX,G+jBΓ,ρΓ,ρΓ,ρΓ,ρΤ,τΤ,τΤ,τΤ,τAR=BR=回輸損耗回輸損耗回輸損耗回輸損耗Returnloss串音串音串音串音crosstalk共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比CMRR差模抑制比差模抑制比差模抑制比差模抑制比DCMR插入損耗插入損耗插入損耗插入損耗Insertionloss第二章第二章第二章第二章高頻參數與解讀高頻參數與解讀高頻參數與解讀高頻參數與解讀執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:10/21SignalGroundRCGLR:每單位長度的阻抗L:每單位長度的電感C:每單位長度的電容G:每單位長度的電抗阻抗阻抗阻抗阻抗﹕當通路上流經有高頻信號時﹐所呈現的電壓/電流值。阻抗阻抗阻抗阻抗((((Impedance)Impedance)Impedance)Impedance)ZL=（R+jωL）/(G+jωC)R+jx在在在在Smithchart上的表示上的表示上的表示上的表示ZL:負載(待測物)阻抗測試參數方法與解讀測試參數方法與解讀測試參數方法與解讀測試參數方法與解讀當ZL=Z0時,稱為阻抗匹配阻阻抗匹配阻阻抗匹配阻阻抗匹配阻,此時無反射,入射功率可以全部傳送到輸出端。執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:11/21MJMag產品產品產品產品smithchart:二二二二.高頻參數與測試與應用解讀高頻參數與測試與應用解讀高頻參數與測試與應用解讀高頻參數與測試與應用解讀(Impedance)執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:12/21FOXBITComponent之之之之阻抗特性分析阻抗特性分析阻抗特性分析阻抗特性分析(Impedance)MAX400OhmMAX1200Ohm阻抗阻抗阻抗阻抗((((Impedance)Impedance)Impedance)Impedance)測試參數方法與解讀測試參數方法與解讀測試參數方法與解讀測試參數方法與解讀設計段之設計段之設計段之設計段之RJ成品阻抗匹配性能之成品阻抗匹配性能之成品阻抗匹配性能之成品阻抗匹配性能之Smithchart分析分析分析分析執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:13/21測試參數方法與解讀測試參數方法與解讀測試參數方法與解讀測試參數方法與解讀Insertionloss插入損耗插入損耗插入損耗插入損耗:V输入DUTIL(dB)=-20Log傳输V插入損耗插入損耗插入損耗插入損耗(IL----Insertionloss):器件输出信号和输入信号的比值。------此項參數正值越小越好此項參數正值越小越好此項參數正值越小越好此項參數正值越小越好，，，，越接近零越好越接近零越好越接近零越好越接近零越好。。。。VTransVInc產生的原因產生的原因產生的原因產生的原因包括磁損/線損/輻射等.改善的方法改善的方法改善的方法改善的方法:改善傳輸路徑之材質,物理特性(長短/粗細),屏蔽,傳輸與接收線路偶合程度.濾波器的測試濾波器的測試濾波器的測試濾波器的測試(高通高通高通高通/低通低通低通低通/帶通帶通帶通帶通)執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:14/21回輸損耗回輸損耗回輸損耗回輸損耗((((RLRLRLRL------------Returnloss):Returnloss):Returnloss):Returnloss):反射信號量相對於輸入信號量的比值.測試參數方法與解讀測試參數方法與解讀測試參數方法與解讀測試參數方法與解讀Returnloss回輸損耗回輸損耗回輸損耗回輸損耗:V输入DUT反射VLOADV反射反射反射反射V输入输入输入输入RL=-20lg()---此項參數正值越大越好此項參數正值越大越好此項參數正值越大越好此項參數正值越大越好產生的原因產生的原因產生的原因產生的原因:負載端阻抗與信號源端阻抗不同(不匹配).改善方法改善方法改善方法改善方法:改變待測產品之材質/材質特性,接觸阻抗,,傳輸與接收線路偶合程度.執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:15/21電壓駐波比電壓駐波比電壓駐波比電壓駐波比(VSWR---Voltagestandingwaveratio)當兩個信號以相反的方向在同一通路上傳播時﹐就會產生信號包絡(如下圖)。測試參數方法與解讀測試參數方法與解讀測試參數方法與解讀測試參數方法與解讀VSWR電壓駐波比電壓駐波比電壓駐波比電壓駐波比此項參數越小越好但最好此項參數越小越好但最好此項參數越小越好但最好此項參數越小越好但最好只會只會只會只會=1，，，，一般都會比一般都會比一般都會比一般都會比1大一點大一點大一點大一點.∞dB0dB1∞RLVSWR全匹配全匹配全匹配全匹配(ZL=Zo)全反射全反射全反射全反射(ZL=开路开路开路开路,短路短路短路短路)產生的原因與改善方法產生的原因與改善方法產生的原因與改善方法產生的原因與改善方法與RL一樣ZL-ZOZL+OZρ=VSWR=1+ρ1-ρEmaxEmin传输信号包络传输信号包络传输信号包络传输信号包络VSWR與RL測試方法完全一樣,并具有關聯性,一致性(右圖)執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:16/21當波遇到台階面時當波遇到台階面時當波遇到台階面時當波遇到台階面時,特特特特性阻抗的產生了變化性阻抗的產生了變化性阻抗的產生了變化性阻抗的產生了變化,,導致導致導致導致了不連續了不連續了不連續了不連續(配合連接部分配合連接部分配合連接部分配合連接部分),電電電電壓也一定變化壓也一定變化壓也一定變化壓也一定變化,一部分被反一部分被反一部分被反一部分被反射回去射回去射回去射回去.50ohm反射系數與反射系數與反射系數與反射系數與VSWR/RL的關系的關系的關系的關系:執行力執行力執行力執行力=速度速度速度速度+準度準度準度準度+精度精度精度精度Page:17/21串音串音串音串音((((CTKCTKCTK