Esnek Devre Analizi için S Parametrelerin Temelleri
S parametreler, bir elektrik ağının bir olayı nasıl bir sinyale dönüştüreceğini ve her limanda dalgalar ileterek aktardığını ölçürler.İki kanal ağı için, set dört karmaşık değer içerir: S11 (önemli bir kat), S21 (geçmiş bir kat), S12 (geri aktarma katını), ve S22 ( ⁇ yansıma katını), her parametre hem büyüklükte hem de fazı yakalar, kontenjanların tam karakterine yol açar.
Sabit bükülen modeller aksine, S parametre ölçümleri, iç devre topoloji hakkında bilgi gerektirmez. Bu, yüksek frekanslı radii, düzensiz zemin uçaklar ve yapıştırıcı katmanlarının sayısal etkilerini sıkı bir şekilde ölçmek için zordur.[Dönetici parametrelerini ölçmek için çok daha derin bir frekans aralığına göre, mühendisler elektromanyetik simülasyonlar, teşhis edilmeleri gerekir ve nihai montajın sinyal bütünlüğü gerekliliklerini karşılar.)
Neden Esnek PCBler Rigorous S Para Karakterizasyon Talep Ediyor
Esnek devreler çekici hale getiren özellikler - hafif inşaat, ince dielektrik katmanları ve dinamik bükme yeteneği - tek bir ölçüm meydan okumaları. Polyimide substratları, esnek PCBler için yaygın olarak kullanılan, oldukça yüksek bir dielektrik sabit ve kayıp yaklaşımı, testi tanıttıktan ziyade devrenin gerçek yüksek frekanslı performansını yakalamak için gereklidir.
USB 3.0, HDMI veya PCIe gibi yüksek hızlı dijital arayüzlerde, göz diyagramı uyumluluğu düşük ekleme kaybına (yüksek S21) ve en az yansımalara (düşük S11 ve S22).Instemik tahminler için, motorsuz tahminlere entegre edilmiş, motorlar için hesapların belirlenmesi ve eğimli devreler için iyi tanımlanmış bir prosedürdür.
Temel Ekipmanlar ve Ön Değerlendirme Hazırlık Hazırlık
S parametre ölçümlerini esnek PCB'lerde yapmak, doğru donanımı ve numuneyi şekillendirmek gerektirir. Temel araç, kablo faz ve substrat özelliklerini önlemek için termal olarak stabil olmalıdır.
Vector Network Selection ve Kalibrasyon Standartları
Anahtarsal, Anritsu ve Rohde & gibi üreticilerden gelen VNA'yı seçin; Gen, kısa, kısa ve ileri demleyici standartların, esnek PCB'de kullanılan bağlantı tipini veya onunla arayüzleme işlemine bağlı olarak, mekanik veya elektronik kalibrasyon kitleri sunar.
Flex Devre Analizi için VNA Parametrelerini yapılandırın
Orta frekans bant genişliği (IFBW) doğrudan ölçüm dinamik aralığına etkiler.Uzgun puanların sayısını 10 Hz'ye kadar azaltın, örneğin, 201 puan üstü 20 GHz, uzun süre boyunca 50 resimli devreler için nominal bir karar verir. Test gücünü 100 Hz'ye çıkarmak için yeterince yüksek ayarlar, ancak aktif olmayan noktaların sayısı planlanır.
Test Fixtures ve© Interfaces
fikstür, VNA limanlarına elektrik bağlantılarını verirken esnek PCB tutar. Çünkü esnek devreler kolayca, fikstür aşırı gerginlik olmadan örneke sahip olmalıdır. Spring-loaded probes, micro-co aksiyel konektörler veya kenar kaplama yapıları aynı esnek standartlarda kumaşlar için yaygındır.Rezitic indükleme ve yüksek çözünürlükte, anahtarlama ile cihazı test ederek.Review() özelliği ile devre dışı bırakabilir.
Güvenilir Veriler için Esnek PCB Örneklerini Hazırlamak
Saç çizgisinde görünen hataların her örneği, kablo yüzeylerde ya da bağlantı yüzeylerde kirlenme.Inspect each sample under a mikroskop for visible errors such as hairline çatlaklar, kaldırılmış pedler veya kondüktör yüzeylerde kirlenme.To the contact fields with isopropyl alkol and lint-free fikstür.If the flexible board. If the shape in the correct circuit in the shape without creasing the one example to the correct Consistency from one probe to the simple-to-belkirable, design a custom fikstür that components the soft circuit in the correct circuit in the correct circuit.
Adım-by-Step Guide to S Parametre Ölçümü
Hazırlanan ve örneklenmiş ekipmanla, ölçüm serisi kalibrasyon, bağlantı, parametre kurulumu ve veri satın alma içerir. sıkı bir protokolden sonra operatör tarafından üretilen yetim edilebilirliği azaltır ve sonuçları test seanslarında karşılaştırılabilir sağlar.
VNA Kalibrasyon Prosedürleri
VNA'yı test kablolarının fikstür veya adaptörle buluştuğu referans uçakta tut. İki kanal ölçüm için, tam iki kanal kalibrasyonunu yerine getir; geri dönüş kaybı, doğrudan markanız veya yanlış modlama standartları için doğrulanmış kitleri içerir; bu güven ölçüm sistemi için her zaman 30'u test eden veya kısa bir süre sonra tekrarlama işlemine izin verir.
Cihazı Test Etin Altında Bağlanma
ESD-güvenli uygulamaları kullanarak fikstüre esnek PCB ekleyin. Sinyal hatlarına çıplak ellerle dokunmadan, yağlar ve ne yazık ki değişen yüzey tıkanıklığı gözlemleyin; Üreticinin tork özelliklerini kullanarak, tekrarlanabilir S11 izlerini üretmelidir.Eğer izler veya geçici davranışlar gösterirse, test pedlerine nazikçe dokunur.
S11, S21, S12 ve S22 Data
Stabiliteyi doğrulayarak, ölçüm süpürücükü başlatın. Birçok VNAs, hem büyüklükte hem de fazı koruyan bir formatta geri yüklemeye izin verir.Bu dosyalar elektromanyetik simülatörler veya veri-analiz araçlarına ek olarak, ileri ve ters süpürücükler ve herhangi bir bükme yarı-sıkürücüler, nem ve herhangi bir bükme yarı-sıkürücüksel olarak daha hassastır.
Ölçme Sonuçları ve Veri Analizi
Raw S parametre veri setleri zengin bilgiler içeriyor, ancak değerleri yalnızca dikkatli yorum yoluyla ortaya çıkıyor. Hedef anlamlı değer figürleri çıkarmak ve esnek PCB'nin tasarım özelliklerini doğrulamak.
Impedance Matching and Reflection Analysis
S11 ve S22 a Smith grafiğinde arsalanan giriş ve devrenin frekans üzerindeki etkisini ortaya koyar. İyi tasarlanmış bir ileti hattı için, grafik (50-ohm referans) Büyük geziler, ssifikasyonun gecikmeli bir iz değiştirme işlemi sırasındaki yanlış eşleşmeleri gösterirken, en kötü şekilde döndürmek için geri dönüş kaybı genellikle dijital sinyalleri hedeflenir.
Kesion Yiy ve Crosstalkleri
S21'den elde edilen rasyon kaybı, frekansla ne kadar sinyal gücü azaltılır veya esnek devrelere karşı çarpıştırılır. Mikrodalga frekanslarında, iletken kayıplar ve polimik ağlarda dielektrik kaybı her iki önemlidir. ölçülen S21, hasar veya ölçümler arasında yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş olmalıdır, S21'in dışsal izleri veya demiryolları ölçtüğü gibi değerlendirilecektir.
TDR ve Eye Diagrams S Parametres'den alıntılar
Zaman-bölge reflekmetri (TDR) bir bağlantı veya boyundurucu bölümündeki kötü bir eklem ile ilgili olarak hesaplanabilir.Bu, TDR yolundaki eserleri dengelemek için dikkatli bir şekilde uygulanmalıdır.Bu, S21 dürtü yanıtını bir sahtekarlık çizgisi ile ilişkilendirir.Bu dönüşüm, sinyal bütünlüğüne veya yüksek bir dönüşüm tablosunu destekleyen esnek bağlantıdaki nesneleri dengelemek için dikkatli bir şekilde uygulanmalıdır.
Yüksek Hızlı Dijital için Diriliş ve Karma-Mode S Parametreleri
USB 3.2 Gen 2, HDMI 2.1 gibi modern yüksek hızlı arayüzler ve PCIe 5.0, sağlam gürültü bağışıklığı ile yüksek veri oranları elde etmek için diferansiyel sinyallere güvenmektir.Sdd11, Sdd21) esnek PCB'ler üzerinde bir VNA, iki garip mod (farklı) ve hatta birkaç mod (kompiyon) arasındaki farklar arasındaki fark eder.
Overcoming Unique Challenges When Ölçümü Esnek PCBs
Esnek devreler katı tahtalarla karşılaşmaz karmaşıklıkları tanıtır. Onlara açık bir şekilde veri ve boşa harcanmasını engeller.
Substrate Flexing ve Mekanik Stability
Gerçek dünya operasyonu yansıtan ölçümler elde etmek için, elektrik temasını korumak için amaçlanan eğimi yeniden üretmek. Her ölçümden önce, S11, kolayca tahtayı tutan hassas bir çeneye ihtiyaç duyar.Ingrestriyel fırçalama bu yüzden bağlantı bölgesi düz kalır; satılan eklemler üzerindeki stres geçici bağlantıları veya kalıcı hasara neden olabilir.
S-Parameter Stability üzerinde malzeme etkisi
Esnek substrat malzemeleri elektrik özelliklerinde yaygın olarak değişir. Standart poliimide 10 GHz'de 0,05 ila 0.05 arasında bir kayıp var, sıvı kristal polimer (LCP) daha düşük kayıp ve daha istikrarlı dielektrik sabit nem seviyelerini varsayarsa, genellikle sıkı bir şekilde şarj edilebilir bir tolerans ve daha az boşluk sağlar, tahmin edilen S11 performansa göre değişir, açıklanmış bakır inşaatlar.
Transition Effects ile anlaşma
Bir katı koaksiyel bağlantı ve esnek bir iz arasındaki arayüz, iyi tasarlanmış bir musluk ile bile, geçiş küçük bir dürtü yapısına yol açıyor.Bu efekt, yüksek frekanslarda bulunan noktaya girer.The UI between a logic co aksiation structures is to design calibration structures directly on the same soft substrat, such as a TRL line or a 2x thru structure.This structures allows the testingsic board.The behavior at the point to the point to point.The most sensitive way to remove this effect is to design calibration structures directly on the same soft-13 standard[tr|Düz devreleri değiştir]
De-embedding Fixture ve Adapt Contributions
Altta kalibrasyon mümkün değildir, de-embedding algoritmaları, fikstürlerin elektrik etkilerini ortadan kaldırır, adaptörleri korur veya yönlendirir. Otomatik düzeltme (AFR) veya 2x thru de-embedding yaygın olarak kullanılır. Bu, esnek devrelerin merkezi için, fikstür istikrarı korumak için ayarlanmalıdır.
Full-Wave Simülasyonları ile İlişkili Ölçmeler
Ölçülen S parametreleri, VNA gibi araçlardaki elektromanyetik simülasyonlar için uygun olarak hizmet eder veya Sonnet. Ölçülen veriler arasındaki ayrımlar genellikle modelleme veya malzeme özelliklerinde varsayılır. VNA'dan Dk değerini ayarlaması, gelecekteki performans için doğru özelliklerle kesintiye olanak sağlar.
Consistent için en iyi uygulamalar, doğru ölçümler
- [FONT:0] Güçlü bir kalibrasyon rutininde yer alan: [Döntilmiş bir tonktrücüğü, mating ve re-check calibration sık sık sık sık sık sık kontrol etmek için kullanıyor.VNA sıcak-up ve sıcaklık stabilizasyonu için zaman ayırın.
- [FONT=0) Mekanik ortamına standartlaştırın:[Dönder:[Dönder:) Doküman tam viraj, bükücü kuvvet ve yönelim. Tekrarlanabilir iletişim basıncı elde etmek için mikro-pozisyonlu bir fikstür kullanın.
- [FONT:0] Kontrol edilen bir ortamda dikkat edin: Sıcaklık ve nem dalgalanmaları polimidenin dielektrik sabitini değiştiriyor. 23 °C ± 2 °C ve yüzde 40-60 nispi ve kayıt gerçek değerleri.
- [FONT:0) Bir şekilde düzgün ve düzgün bir şekilde kullanmak: [Dönetici: 1) Averating rastgele gürültüyü azaltır ancak fikstür rezonansları gibi sistematik hataları ortadan kaldırmaz.Sadece fiziksel yanıtın düzgün olması beklenirse, aksi takdirde dar bant sorunlarını gizleyebilir.
- [[Dönetici:0) Birden çok örnekle sonuçları fark eder:[Dönetici:0) Ölçümü en az üç aynı esnek PCB'nin üretim yetimlerini ölçmek için ölçümler yapabilmesi. Örnekler arasında Consistent sonuçlar ölçüm kurulumunun yenidenroducible olduğunu doğrulamaktadır.
- [FONT:0] Tüm ham veriler:[Dönetici:[Dönetici:0)Retain the original Touchstone dosyaları yanı sıra kalibrasyon verileriyle birlikte, bu nedenle gelecekteki karşılaştırmalar veya post-işlemleme, sadakat kaybı olmadan yapılabilir.
- [FONT:0] Bir ölçüm kontrol listesi oluşturun: [Döntilmiş Belgeler her adım veri depolamaya hazırlıktan geçer.Bir yazılı prosedür yeni teknisyenlerin hatalarını ve yardımlarını azaltır.
Ortak Pitfalls ve Sorun Gidering
Dikkatli hazırlık ile bile, sorunlar ortaya çıkabilir. Aşağıda sık sık sorunlar ve pratik ilaçlar vardır.
[FONT:0] Grupta yanlış ve yeniden değerlendirme için varsayılan bir üst düzeye çıkar:[Dönetici:0) Genellikle hasar görmüş veya gevşek bir bağlantıya neden olan bir viraja yol açan, en az izin verilen yarıçapın altına alınması gereken bir viraja yol açar.
[FONT:0)Erratic ölçüm sırasında atlayan izler:[Dönetici:0) Genellikle, tarayıcıda veya esnek yönetimde geçici olarak bağlantıya giriş yapar.Gally, izyi izleyenlerken, izden çıkanlar, başarısız bağlantıyı sistematik olarak yeniden şarj eden konektörler ve farklı noktalarda ayırt eder.
[FONT:0] S21'de bir sinek dalga modeli ile bir araya gelme: Bu, her iki gemide de bir yanlışlık, birden fazla yansıma yaratmak için bir yanlışlık önerir.Kayıt dönemi, tahtanın elektrik uzunluğunu hesaplamak için kullanılabilir.
[FONT=0)Poor kalibrasyonu ikamet süresine göre: Kısa bir süre sonra, 35 dB'den daha kötü bir şekilde geri dönüş kaybı, kalibrasyon standartlarını ve konektörleri temizleyin veya kalibrasyon kitleri ölçümlemek belirsizliğe dönüşür.
[FONT:0)De-embedding fiziksel olmayan sonuçlar üretir: Bu genellikle, yatak modelleme için kullanılan fikstür modelinin sabit veya fikstür kalibrasyon standartları ve test kurulu için aynı olmadığı durumlarda gerçekleşir.
[FONT:0]Common-mode dönüşüm, diferansiyel çiftlere gözlemlendi: Flex devreleri genellikle bükme nedeniyle asimetrik darbe sergilemektedir.Eğer Scd21 çalışır frekansında -20 dB'den daha fazlasıysa, skew kaynağı bulmak için zaman alan ölçümünü kullanın.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Esnek baskılı devre kurulları üzerinde doğru parametre ölçüm, esnek elektroniklerin sınırlarını zorlamak için gerekli olan RF metrolojiyi birleştirir. Uygun ekipman seçerek, yönetim kurulunun bükme özelliklerine saygı duyan ve titiz veri analizlerini uygulayın, mühendisler esnek elektronikten gelen standartları zorlamak için gerekli olan yüksek frekanslı kılavuzları elde ederler.Bu yatırım, gerçek dünya mekanik stres altında güvenilir bir şekilde performansa sahip olan sağlam tasarımlar şeklinde güvenilir bir şekilde optimize eder.