Исследование отражения сигнала ВЧ-платы может проводиться в рамках стандартизированного процесса от простого к сложному, от системного до локального, чтобы быстро обнаружить источник разрыва импеданса.
Шаг 1: Первоначальная оценка явления отражения и подготовка к тестированию
Непосредственно наблюдая за формой сигнала с помощью широкополосного осциллографа, при наличии явного выброса, звона или ступенчатого искажения можно предварительно подтвердить наличие проблемы отражения.
Подготовьте основное испытательное оборудование: векторный анализатор цепей (векторная сеть/ВА), рефлектометр во временной области (TDR), приспособление для тестирования SMA. Перед тестированием выполните калибровку нагрузки разомкнутой цепи при коротком замыкании SOLT, чтобы обеспечить контролируемые ошибки измерения.
Шаг 2. Количественная оценка интенсивности отражения и локализации частотной области.
Проверьте параметр обратных потерь S11 с помощью векторной сети. Для обычных радиочастотных каналов требуется S11.<-10dB within the operating frequency band. If the value is significantly higher, it indicates that the reflected energy exceeds the standard.
Определите общее отклонение импеданса на основе особенностей диаграммы Смита:
Общее отклонение круговой диаграммы вправо: фактическое сопротивление превышает расчетное значение (например, 55 Ом, измеренное в конструкции с сопротивлением 50 Ом), что часто вызвано чрезмерной толщиной диэлектрического слоя и узкой шириной линии.
Общее отклонение круглой диаграммы влево: фактическое сопротивление меньше расчетного значения (например, 42 Ом, измеренное в конструкции 50 Ом), что часто вызвано тонким диэлектрическим слоем, широкой шириной линии или чрезмерной диэлектрической проницаемостью платы.
Локальные вогнутости/выпуклости на круговом графике указывают на наличие локальных точек разрыва импеданса в линии.
Шаг 3. Точно определите физическое положение источника отражения.
Использование функции преобразования S-параметров во временной области векторной сети для достижения эквивалентного тестирования TDR:
Скачок формы сигнала TDR вперед: соответствует внезапному увеличению импеданса в соответствующем положении, что обычно наблюдается при узкой ширине линии и чрезмерной паразитной индуктивности переходных отверстий.
Отрицательный скачок формы сигнала TDR: соответствует внезапному падению импеданса в соответствующем положении, что обычно наблюдается в чрезмерной паразитной емкости переходных площадок и внезапных изменениях ширины линии в областях прорыва BGA.
На основе временных параметров точки перехода можно рассчитать точное физическое местоположение точки разрыва импеданса на трассе печатной платы с точностью позиционирования до уровня сантиметра.
Шаг 4. Исследуйте распространенные причины по модулям и по пунктам.
В соответствии с сигнальной связью от входа к выходу используйте стратегию «разделяй и властвуй», чтобы разделить модули и проверить их один за другим:
Устранение неполадок внешнего соединения и тестового канала: проверьте разъемы SMA и тестовые кабели на предмет окисления контактов, загрязнения торцевой поверхности и ослабленной резьбы. Эти проблемы могут напрямую привести к дополнительным отражениям, которые можно устранить, заменив сертифицированные кабели для сравнительного тестирования.
Устранение неполадок пассивных компонентов и согласующей сети: проверьте параметры S11 антенн, фильтров, делителей мощности и других компонентов один за другим, чтобы убедиться в отсутствии мутации импеданса, вызванной несоответствием устройств, виртуальной пайкой паяных соединений/укладкой олова.
Исследование проводки печатной платы и структурных дефектов: сосредоточьтесь на исследовании типичных проблем проектирования/производства, таких как чрезмерно длинные остатки сквозных отверстий, отсутствие пути оплавления при сегментации базовой плоскости, изгибы под прямым углом в проводке и резкие изменения ширины линии без постепенного перехода.
Устранение неполадок с активным оконечным сопротивлением порта: убедитесь, что входные и выходные согласующие цепи усилителей, микшеров и других микросхем имеют виртуальную пайку или неправильные параметры терминационного сопротивления/емкости, что приводит к отклонению импеданса порта от стандартного 50 Ом.
Шаг 5: Проверка и подтверждение с обратной связью
После ремонта повторно выполните тестирование S-параметров, TDR и формы сигнала, чтобы убедиться, что индикатор S11 соответствует стандарту, форма сигнала TDR не имеет аномальных скачков, а амплитуда выброса/звона сигнала контролируется в пределах 10 % напряжения источника питания, чтобы избежать появления новых проблем отражения в процессе исправления.