2025 كيفية تحليل معاوقة وفقدان لوحة الدوائر المطبوعة؟

مقدمة

ممانعة ثنائي الفينيل متعدد الكلور والفقد ضروريان لنقل الإشارات عالية السرعة. لتحليل قنوات الإرسال المعقدة هذه، يمكننا فحص تأثيرها على الإشارات من خلال استجابة النبضة لقناة الإرسال.

ما هي ممانعة وفقد ثنائي الفينيل متعدد الكلور؟

يمكن قياس استجابة النبضة للدائرة عن طريق إرسال نبضة ضيقة. النبضة الضيقة المثالية هي نبضة ذات عرض ضيق للغاية وسعة عالية جدًا. عندما تنتشر هذه النبضة الضيقة على طول خط النقل، فإنها تتمدد، ويرتبط شكلها باستجابة الخط. رياضيًا، يمكننا دمج استجابة النبضة للقناة مع إشارة الإدخال للحصول على شكل الموجة للإشارة بعد الإرسال عبر القناة. يمكن أيضًا قياس استجابة النبضة من خلال استجابة الخطوة للقناة. نظرًا لأن مشتق استجابة الخطوة هو استجابة النبضة، فإن الاثنين متكافئان.

قد يبدو الأمر وكأننا وجدنا حلاً للمشكلة، ولكن في الواقع، لا توجد نبضات ضيقة مثالية أو إشارات خطوة شديدة الانحدار بشكل مثالي. ليس من الصعب توليدها فحسب، بل من الصعب أيضًا التحكم فيها بدقة. لذلك، في الاختبار الفعلي، غالبًا ما تستخدم الموجات الجيبية لقياس استجابة مجال التردد، ويستخدم برنامج نظام اختبار الطبقة المادية المقابل لقياس استجابة مجال الوقت.

بالمقارنة مع الإشارات الأخرى، من الأسهل توليد الموجات الجيبية ويسهل التحكم في دقة التردد والسعة. محلل الشبكة المتجهة (VNA) يمكنه قياس خصائص الانعكاس والإرسال لقناة الإرسال بدقة بترددات مختلفة باستخدام مسح الموجة الجيبية عبر نطاق تردد يصل إلى عشرات جيجاهرتز، مع نطاق ديناميكي يتجاوز 100 ديسيبل. لذلك، تُستخدم VNAs بشكل أساسي لتحليل قنوات الإرسال الحديثة عالية السرعة.

كيفية تحليل ممانعة وفقد ثنائي الفينيل متعدد الكلور؟

خصائص الانعكاس والإرسال لـ نظام قيد الاختبار للموجات الجيبية ذات الترددات المختلفة يمكن التعبير عنها باستخدام معلمات S. تصف معلمات S خصائص الإرسال والانعكاس لـ DUT للموجات الجيبية ذات الترددات المختلفة. إذا تمكنا من تحديد خصائص الانعكاس والإرسال لقناة إرسال للموجات الجيبية ذات الترددات المختلفة، فيمكننا نظريًا التنبؤ بتأثيرات الإشارة الرقمية الحقيقية التي تمر عبر تلك القناة. وذلك لأنه، في مجال التردد، يمكن اعتبار الإشارة الرقمية الحقيقية مكونة من العديد من الموجات الجيبية ذات الترددات المختلفة.

بالنسبة لخط الإرسال أحادي الطرف، توجد أربع معلمات S: S11 و S22 و S21 و S12. تعكس S11 و S22 خصائص انعكاس المنفذين 1 و 2، على التوالي، للموجات الجيبية ذات الترددات المختلفة. تعكس S21 خصائص إرسال الموجات الجيبية ذات الترددات المختلفة من المنفذ 1 إلى المنفذ 2، وتعكس S12 خصائص إرسال الموجات الجيبية ذات الترددات المختلفة من المنفذ 2 إلى المنفذ 1. بالنسبة لخطوط الإرسال التفاضلية، نظرًا لأن لديها أربعة منافذ، فإن معلمات S الخاصة بها أكثر تعقيدًا، بإجمالي 16. عادةً ما يتم استخدام محلل شبكة متجه بأربعة منافذ أو أكثر لقياس خطوط الإرسال التفاضلية والحصول على معلمات S الخاصة بها.

لماذا الممانعة والفقد مهمان للغاية؟

يكشف الحصول على معلمات S الـ 16 هذه للخط التفاضلي المقاس عن العديد من الخصائص المهمة للخط. على سبيل المثال، تعكس معلمة SDD21 فقد الإدخال للخط التفاضلي، وتعكس معلمة SDD11 فقد الإرجاع الخاص به.

يمكننا الحصول على مزيد من المعلومات عن طريق إجراء تحويل FFT عكسي على معلمات S هذه. على سبيل المثال، يؤدي تحويل معلمة SDD11 إلى الحصول على شكل موجة انعكاس مجال الوقت (TDR)، والذي يمكن أن يكشف عن اختلافات الممانعة على طول خط الإرسال المقاس. يمكننا أيضًا إجراء تحويل FFT عكسي على نتائج SDD21 لخط الإرسال للحصول على استجابة النبضة الخاصة به، وبالتالي التنبؤ بشكل الموجة أو مخطط العين للإشارات الرقمية بمعدلات بيانات مختلفة بعد المرور عبر زوج الخط التفاضلي. يوفر هذا معلومات مفيدة جدًا لمهندسي التصميم الرقمي.

ملخص

وبالتالي، فإن استخدام محلل الشبكة المتجهة (VNA) لقياس قنوات إرسال الإشارات الرقمية يعتمد على تقنيات تحليل الميكروويف RF، مما يتيح خصائص قناة عالية الدقة ضمن نطاق تردد يبلغ عشرات جيجاهرتز. علاوة على ذلك، من خلال إجراء تحويلات بسيطة في مجال الوقت على نتائج القياس، يمكننا تحليل تغييرات الممانعة على طول القناة وتأثيرها على إرسال الإشارة الفعلي. يتيح ذلك للمهندسين الرقميين تقييم جودة اللوحات الخلفية والكابلات والموصلات، ثنائي الفينيل متعدد الكلوروالمكونات الأخرى في مرحلة مبكرة، مما يلغي الحاجة إلى الانتظار حتى تظهر مشاكل الإشارة قبل الاستجابة على عجل.