利用TDR (時域反射計)測量傳輸延時
第4步:用兩條相同的SMA電纜連接差分信號發(fā)生器,測量CSA8000的基線延時。
圖10. 測量來自發(fā)生器的DATA1/NDATA1信號
圖10所示,C1和C2是兩個互補PECL信號,幅值大約為450mV。這些DATA1和NDATA1信號直接由外部的信號發(fā)生器產(chǎn)生,送入CSA8000輸入。我們采用CSA8000的20GHz采樣探頭,從該數(shù)據(jù)可得出以下結(jié)果:
- M1是差分信號C1 - C2的數(shù)學(xué)計算值,幅值為900mV,10%/90%上升和下降時間接近于700ps。這意味著DATA1/NDATA1信號上沒有任何干擾。
- 我們還對Crs或M1差分信號的過零點進行測量,測得數(shù)據(jù)為29.56ns。觸發(fā)示波器,我們僅關(guān)注這些過零點中的一個。給MAX9979上電,然后測量相同過零點,因為它是通過整個電路板的延時。
- 該延時還包括兩條輸入電纜的延時,因為這些電纜也被用于測量通過電路板的信號延時,其延時相互抵消。盡管如此,最好還是使用盡可能短的電纜,只是該延時對傳輸延時測量并不重要。
第5步:MAX9979EVKIT上電。
圖11. MAX9979上電并為CSA8000的50Ω負載產(chǎn)生3V信號
將DATA1和NDATA1信號連接至已上電的MAX9979EVKIT的DATA1/NDATA1輸入。使用與第4步相同的電纜。按照傳輸延時測量技術(shù)資料的規(guī)定,將MAX9979設(shè)置為規(guī)定的0V至3V信號,并將輸出端接至50Ω。本例中,50Ω負載為CSA8000輸入,從圖11獲得的數(shù)據(jù)點顯示:
- 當前的輸出信號幅值為0V至1.5V,與預(yù)期情況一致,由于50Ω負載的存在而被除以2。
- 上升和下降時間完全在MAX9979的技術(shù)指標范圍內(nèi)。由此,我們可以確認由干凈、有效的DATA1/NDATA1驅(qū)動產(chǎn)生完好、干凈、有效的輸出。
- CSA8000保持與第5步相同的設(shè)置,觸發(fā)方式與第4步相同。我們可以看到過零點為33.77ns。
第6步:計算MAX9979的傳輸延時。
通過MAX9979EVKIT的總延時為:
33.77ns - 29.56ns = 4.21ns
計算測量結(jié)果:
- 減去0.695ns的DATA1 PCB引線延時,所得延時為3.515ns。
- 減去0.18ns的DUT1 PCB引線延時,所得延時為3.335ns。
- 減去CSA8000的2in電纜延時,該延時為402ps,所得延時為2.933ns。
MAX9979技術(shù)指標中,這種配置下的標稱延時為2.9ns。這里,我們可以得到焊接了MAX9979的評估板的延時為2.933ns,非常接近于預(yù)期值。
總結(jié)
以上分析表明利用TDR測量傳輸延時具有以下優(yōu)勢:
- 傳輸延時測量結(jié)果非常準確。
- 無需有源探頭(避免由此引入的誤差)。
- 簡單技巧可用于絕大多數(shù)傳輸測量。
- 阻抗測量保證正確的連接器和PCB引線阻抗。
- 利用TDR信號能夠分析信號通路的附加電容和電感,必要時可作為重新設(shè)計的反饋信息。
- 簡化模型和仿真工具確保獲得正確結(jié)果,并可驗證測量配置。
- 采用良好的測試方法測量關(guān)鍵指標。
隨著信號速率的提高,時序測量的誤差和錯誤會造成不正確的電路規(guī)劃、器件選擇及系統(tǒng)設(shè)計。高速測量中保持良好的方法能夠避免亡羊補牢造成的損失。本文著重強調(diào)了這些良好的設(shè)計習(xí)慣。
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