שיטות הטובות ביותר לבדיקה ואימות של הטמעת רשתות במעבדה

הכנה לפני בדיקות

לפני כל מדידות להתחיל, את שרשרת הבדיקה כולה יש לאמת עבור שלמות.התחל על ידי בדיקת כל כבל קואקסיאלי, מתאם, ומחבר לנזק פיזי, pinsnt או זיהום. השתמש מד המחבר כדי לבדוק עומק על מחברים מדויקים כגון 3.5 מ"מ, 2.92 מ"מ, או N-type; מחברים פגומים מציגים שגיאות חוזרות כי אין יכולת קירור יכול להסיר לחלוטין את כל הממשקים או למחוק את ה-Sopt.

קלבראט (FLT:0) מנתח רשת (VNAVER)FLT:1 לפחות 30 דקות לאחר כוח-on כדי לאפשר מקורות פנימיים ומקבלים לייצוב תרמילי (VNA) להשתמש בערכת כפייה שמתאימה לטיפוס החיבור ולטווח התדר של המכשיר תחת בדיקה (DUT) עבור רשתות התאמה טיפוסיות הפועלות בין 1 מ"מ ל- 6GHz, שני דיוקים מתקדמים (R).

כלי מבחן נבחרים המציעים טווח דינמי מספיק ורזולוציה תדר עבור רוחב הפס של הרשת.מודרני multiport VNAs עם אפשרויות זמן-דומיין יכול לחשוף את המיקום של תקלות לאורך נתיב האות, אשר מועיל במיוחד כאשר אבחון רשתות התאמה המכילות חלקים מרובים או אלמנטים חד פעמיים. עבור בדיקות טיפול חשמל לינארי, אות המסוגל לספק את הכוח הצפוי ו חיישן עם טווח רחב עם מגוון רחב של דינמי דורש גם ניתוח של חומרים כגון רכיבי זיהוי או אינדקסים.

הגדרת סביבת הניסוי

מיני אפקטים parasitic הוא המטרה העיקרית של עיצוב ה- Test-up. Place the DUT קרוב ככל האפשר אל מטוס ההתייחסות של VNA, באמצעות כבלים מעשיים הקצרים ביותר. Long, אובדן רב בין נמלי VNA לבין רשת ההתאמה של הגדלת אי הוודאות של אובדן הפחתת האובדן ומחיקת הטווח הדינמי היעיל.אם כבלים חייבים להיות ארוכים, לאפיין אותם מראש ולשקול באמצעות מבנה de-embed ב-Vcts של התוכנה להשפעות תת-התתתתתול.

עבור תכנות תואם רשתות על לוחות מעגלים מודפסים (PCBs), להשתמש קואקסיאלי משגרים קואקסיאליים או קצה קצה קצה קצה קצה קצה SMA אדפטי מכרה ישירות לשרידים של קו השידור (PCBs), להימנע משימוש ב-p-on או מגעים ידניים למדידות RF, כי מערכת ההפעלה אינה מבוקרת (למשל, DUT הוא רשת רכיב דיסקרטי (למשל, FLT:0networks) או מעבדים מוכרים מ-Caterateraterateration) אשר מספקים בדיקה (Catecupable) או CLC) של 50-upateratecupaterateraterateraterateraterateraterateraterateraterateraterateraterateraterateer (Dupitated Assessment) או CLC) או CLC) או CLC) או CLC) בתנאי מערכת הפעלה מחדש של מערכת רכיב דיסקרטיקולאריים (DLT-upateendateendance) של מערכת הפעלה מחדש של CLC (DLT-upaterateraterateraterateer (DLT-upateending System (DLT-upater

ריצוף ומגן

הפניה מוצקה של קרקע חשמלית היא לא ניתנת להשגה.חבר את כל הציוד לאותו קרקע באמצעות תצורה של כוכב חד-פעמית חד-פעמית למזער לולאות קרקעיות.אם הרשת המתאם מצפה לקרקע צף (למשל, עבור אותות שונים), להשתמש במרפסות או 4-port VNA במצב שונה. Shield אזור הבדיקה עם מתחם RF-או לפחות על פני קווידקים שנמדדו על כבלים אחרים.

תהליך הגילוח

קליברציה מסירת שגיאות שיטתיות שנגרמו על ידי החומרה הפנימית של VNA, הכבלים, והמתאם.השיט הסטנדרטי SOLT מבוסס על סטנדרטים מכניים ידועים בדיוק: פתוח (התמדה גבוהה), קיצור (התעלות אפס), עומס (precise 50 ⁇ ), ודרך (הוספת אפס באורך). לאחר ביצוע החבלה, VNAs לתקן עבור ישירות, מקור, עומס, השתקפות, מעקב, מעקב, מעקב, מעקב.

הגדר את התדירות של VNA כדי לכסות את רוחב הפס התפעולי הצפוי של רשת ההתאמה, בתוספת שולי של 10-20%. לדוגמה, אם הרשת מיועדת עבור 2.4-2.5 GHz, גורף מ 2.0 GHz עד 3.0 GHz. השתמש לפחות 401 נקודות כדי ללכוד כל חידושים צרים. הרץ רוחב הפס ביניים (IFBW) צריך להיות נמוך ככל האפשר (בדרך כלל 1 k כדי להפחית את הקיבולת של 10) כדי להפחית באופן דרמטי יותר מאשר להפחתה של 4 רעשים.

בדוק את ה calibration על ידי מדידה של חפץ ידוע, כגון עומס 50 ⁇ דיוק או חברת תעופה. אובדן ההחזר נמדד צריך להיות טוב יותר מ- 40 dB עבור קללה טובה.אם אובדן ההחזר הוא רק -30 dB או גרוע יותר, חושד תקן פגוע, קשר גרוע, או סחף תרמי.

המונחים: TRL ו-LRRM

כאשר מטוס ההתייחסות של DUT נמצא בתוך תיקון שאינו ניתן לשכפל על ידי תקני קואקסיאלי, על-ווהפר או תיקון-de-embedding calibrations להיות הכרחי. TRL (באמצעות קו-פלקט) calibration משתמש בתקני התשואה קו-line מוטבעים באותו תת-התחול, תוך ביטול הצורך בתקני הדבקה גבוהים יותר (Ricd-Fol-Fol-aectation) אך לעתים קרובות דורשות סטנדרטיות-Fre-Fre-Fre-Fre-Fretra-Fol-R.

בדיקות נוהל

(ב) ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]]]] ב[[1924]]]] ב[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]], [[1924]] [[[[1924]], [[

חזרה לאיבוד ו- VSWR

אובדן החזרה (RL) הוא היחס של כוח אירוע כדי לשקף כוח, המובא ב dB. A החזרת אובדן של −20 dB פירושו 1 אחוזים של הכוח משתקף, בעוד -10 dB מתאים ל 10 אחוזים משתקפים כוח. עבור רוב רשתות התאמה, הפסד החזרה טוב יותר מ −15B (VSWR ⁇ 1.43) הוא מספיק; עבור מערכות גבוהות, , −20 -2 יציאות ⁇ יש צורך גבוה יותר מהפך S.

VSWR = (1 + ⁇ ) / (1 - ⁇ ), שבו ⁇ הוא ההשתקפות coefficient. A VSWR של 1.0 הוא מושלם, 1.5 הוא אופייני עבור מערכות רבות, ו 2.0 הוא לעתים קרובות המרבי המותר. להמיר את אובדן ההחזר הממדד שלך ל- VSWR באופן אוטומטי באמצעות מתמטיקה בנוי של VNA, או לעשות את זה באופן ידני.

אובדן הכנסת

אובדן הכנס (IL) מציין כמה כוח אות אבד כאשר הוא עובר דרך הרשת התאמת.ברשת תגובתית אידיאלית (ללא הפסדים מנוגדים), אובדן ההכנסה יהיה 0 dB, אבל מרכיבים מעשיים יש התנגדות סדרה והפסדים דיאלקטריים.A רשת מעוצבת היטב עבור מערכת של 50 קידוד עשוי להציג 0.2-0.5 dB הפסד מכובד לפי סעיף.

להיות מודע לכך שמדידות בעלות נמוכה הן רגישות לרעש ולסחף.אם ה- IL הנמדד הוא פחות מ-1 dB, השתמש ב calibration לטווח דינמי גבוה (למשל, עם IFBW של 100 הרץ) וממוצע מספר גורפים.

קבוצת עיכובים ו-שלב שטוחות

עבור רשתות התאמה רחבות - במיוחד אלה המשמשים בתקשורת דיגיטלית או מערכות הדופק - עיכוב קבוצתי הוא חשוב כמו משחק ציות ±. קבוצה עיכוב הוא נגזרת של התגובה בשלב ביחס לתדירות ( ⁇ FLT:0giguaFLT:1 = -d ⁇ / d ⁇ ⁇ ) , או עיוות שיבושים תואמים גורם עיכוב קבוצתי, המוביל לעיוותים של קבוצת VNA (בדרך כלל) תחת תפקודם של 27%) של npertuald ⁇ (npering) או ntime (בדרך כלל) תחת רצף) של תאים ספציפיים של רצף 2.

אימות ופתרון בעיות

לאחר איסוף הנתונים הממדדים, השוו זאת עם סימולציות העיצוב (למשל, מ-ADS, CST או HFSS) ליצור סימולציות ממושכות של S11 ו-S21 כדי לזהות במהירות סטייתות. סיבה נפוצה של אי-יציבות היא סובלנות רכיב: משמרת רכיב מסומן 10 pF עשוי למעשה להיות 9.8 pF או 10.2 p. p.P לבדוק את הרכיבים באמצעות שינוי אינדקס של אינדקס של אינדקס של אינדקס, או ניתוח רק בתדירות של 1 מ"ל, אם הוא רק עם התדירות בפועל, אם הוא רק .

When the measured return loss is worse than simulated, inspect solder joints, via holes, and ground connections. Cold solder joints introduce inductive parasitics that can ruin a match. Use a thermal imaging camera while the DUT is under moderate RF power (e.g., +20 dBm) to locate hot spots that indicate excessive resistive loss – often a sign of a damaged component or a poorly adhered ground plane.

בעיות נפוצות ופתרונות

• (FLT:0) אובדן החזרה גבוה (משחק) FIRLT:1) - בדוק כי כל הקרקע דרך הם נוכחים וכי מטוס ההתייחסות של החשקה מתאים ההשקה של המחבר של DUT אם באמצעות לוח הערכה, ודא כי הלוח אינו מוקרן וכי מרכז החיבור לאתר את הקשר כראוי.
• (FLT:0) אובדן התוספת בלתי צפוי: (FLT:1) - השווה את ההפסד הממדד עם סכום של הפסדים של רכיב (מגלי נתונים) אם האובדן גבוה יותר מהצפוי, הרשת עשויה להיות מחוסמת או רמת הכוח של VNA עשויה להיות גבוהה מדי, המניעה רכיבים לשחיטה.
• (FLT:0) במדידות עקביות של מספר מעלות צלזיוס יכול לשנות את הציפוי של כל המחברים ולאפשר ל- DUT להגיע לאיזון תרמי.טמפרטורה של כמה מעלות צלזיוס יכול לשנות את הכניעה של קיבולים קרמיקה של Class-1 על ידי 30 ppm / C, אשר משנה בעיצובים צר פס.מקם את DUT בתוך מתחם מבוקר טמפרטורה אם יש צורך.
• (FLT:0) חידושים מטוהרים או ⁇ 1) – אלה מתעוררים לעתים קרובות מהפיכה טפילית בין מחנכים או בין רכיב לבין מגן. הוסף כמות קטנה של ferrite bead או כרית התנגדות לחשק את השיקום. לחלופין, לעצב מחדש את הפריסה עם ספיגה גדולה יותר בין אלמנטים.

בדיקות כוח ואנטי לינאריות

רשתות התאמות רבות חייבות להתמודד עם רמות כוח החל מ- מילימטרים למאות וואט.בכוח גבוה, רכיבים מתחממים, לשנות את המאפיינים החשמליים שלהם.כדי לבדוק טיפול בכוח, להגדיל בהדרגה את כוח הקלט מסימן בעת מעקב אחר ה- S-parameter של DUT בזמן אמת.חפש דחיסה של S21 כעלייה כוח (למציינת כי רכיבים אלה הם רוויים).

הדמיה תרמית שימושי במיוחד: להרים את DUT על כיור חום וליישם כוח מקסימלי מדורג במשך כמה דקות. המרכיב החמים ביותר צריך להישאר מתחת למגבלת טמפרטורת הנתונים שלו.אם אינדוקטור מסוים או התנגדות עולה על 100 מעלות צלזיוס, לשקול כוח גבוה יותר מדורג חלק או טביעת רגל גדולה יותר כדי לשפר את הניתוק חום.

אימות סטטיסטי ותיעוד

לייצור או לפשטות חוזרת, למדוד יחידות מרובות (לפחות 5-10) כדי ללכוד את וריאציות הייצור.לפשט את הרטוגרמה של פרמטרים מרכזיים כמו אובדן החזרה בתדירות המרכז ואובדן ההכנסה. השוו את התפשטות הניתוח הגרוע ביותר של העיצוב שלך.אם הווריאציות נמדדות עולה על תקציב הסובלנות, הידוק סובלנות רכיב או להוסיף צעד כוונון במהלך ההרכבה.

מסמך כל מבחן עם תמונות של ההתקנה, מסך לוכד מ VNA, ו יומן כתוב של תאריכי קליברציה, תנאי מדידה, וכל תצפיות חריגות. השתמש בתבנית דוח סטנדרטית הכוללת דף כיסוי, רשימת ציוד בדיקה (לעשות, מודל, תאריך שימור אחרון), חלק עבור כל מדידה, וסיכום סופי משווה לעומת תוצאות מדמיות.

שיטות טובות יותר למדידה

חזרה היא אבן הפינה של אימות מעבדה אמין. ליישם את ההרגלים הבאים:

• תמיד להשתמש תעלות torque לחיבורים קואקסיאליים (צעצוע TYpical: 0.9 Nm עבור SMA, 1.7 N-m עבור N-type) מארק מחבר זוגות עם צבע dot כך שמשטחי הזדווגים תמיד משמשים.
• הפעל אימות קליברציה בתחילת וסוף כל מבחן.אם האימות מראה סחף, השליך את הנתונים ותיקון.
• שמור על הטמפרטורה במעבדה יציבה בתוך ±1 ° C. השתמש בתא סביבתי אם DUT מוגדר לפעול על פני טווח טמפרטורה רחב.
• לאחסן את DUT בתיק אנטי סטטי כאשר לא בשימוש; פריקה אלקטרוסטטית עלולה לפגוע במרכיבים רגישים ולשנות את המאפיינים של הרשת.
• השתמש בתסריט של רכישת נתונים מבוקרת מחשב כדי ללכוד מדידות באופן אוטומטי, להפחית שגיאות של יינות אנושיים.ווNAs מודרניים רבים יש Labview או Python נהגים.

מסקנה

בדיקות ואימות של רשתות התאמת עכבות דורשות תשומת לב לפרטים בכל שלב: החל מבחירת שיטת ה calibration הנכונה וצמצום ההשפעות parasitic, כדי להשוות באופן שיטתי את המדידות נגד סימולציות וביצוע בדיקות כוח-ידיות. גישה קפדנית מבטיחה כי הרשת לא רק לעמוד במטרות העיצוב שלה במעבדה, אלא גם מספקת ביצועים אמינים במערכת הסופית.

(ב) עיין בהערה הבקשות (FLT:0) "Impedance Matching and Power Transfer" של Keysight TechnologiesFLT:1 עבור צלילה עמוקה לתיאורית המדידה:2Mini-Circuits Note-40-00506FLT 3: מספק טיפים מעשיים עבור התאמת תיקוני רשת.