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連接器線纜取證的關(guān)鍵因素II-案例分享

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Allion Labs / Paul Chou

承接上篇 “ 高頻治具設(shè)計的現(xiàn)況與未來”文章之后，接下來接續(xù)的此篇文章將會對測試時所遇到的實際案例來與大家分享，藉以說明PCB治具設(shè)計過程中有可能被忽略掉的細節(jié)以及所需考慮的要點，驗證百佳泰在高頻治具設(shè)計上所積累的設(shè)計經(jīng)驗，而上一篇的高頻治具設(shè)計的現(xiàn)況與未來文章中有提到百佳泰依據(jù)經(jīng)驗在高頻測試時最常發(fā)生的五點Potential Risks:

Impedance not matching 阻抗不匹配

阻抗匹配(Impedance matching)是指為了使信號功率能從信號源（source）到負載（load）端得到最有效的傳遞，讓信號在傳遞過程中盡可能不發(fā)生反射現(xiàn)象。
阻抗若不匹配時，會發(fā)生反射、造成能量與信號無法完整傳遞，以及輻射干擾等不良影響。

Crosstalk 串音干擾

兩條信號線之間的耦合干擾現(xiàn)象，可分為近端及遠程串音。
串音干擾發(fā)生時，會影響信號完整性。

Attenuation衰減

高頻信號由Source傳遞至Load，傳輸過程信號的損失。

Return Loss 反射損失

高頻信號因阻抗不匹配造成輸入信號反射的現(xiàn)象。

ACR (Attenuation to Crosstalk Ration)衰減串音比

遠程串音與衰減的差值。
當ACR發(fā)生時，即代表Crosstalk與Insertion Loss可能也有相應(yīng)的問題發(fā)生，造成信號完整性可能會有所影響以及信號效率降低的不良情況產(chǎn)生。

百佳泰高頻治具測試實際案例：

為協(xié)助您的產(chǎn)品從開發(fā)初期到上市都能擁有良好的質(zhì)量，百佳泰搜集了實際測試中最常發(fā)生問題的以下三個Potential Risks，以此作為分享:

–Impedance not matching 阻抗不匹配

–Attenuation衰減

–Crosstalk 串音干擾

案例 1: A公司的HDMI 2.1 Receptacle Connector測試時，Receptacle端的CLK Trace阻抗就算為809Ω，但Insertion Loss表現(xiàn)不見得為佳。

Impedance: 95.809Ω（改善前）:??

?Insertion Loss（改善前）：

測試儀器: Keysight E5071C ENA

解決方案: 如同上一篇文章所說過的第2點，客戶連接器加工方式所造成的Insertion Loss影響，重新檢視Receptacle端的焊接問題,即有所改善,所謂眼見不一定為憑，即為此例。

Insertion Loss（改善后）:

測試儀器: Keysight E5071C ENA

案例? 2: B公司的USB3.0 Type A Receptacle connector 其D+ & D- pin SMD pad面積大，焊接時更要注意阻抗匹配的問題，否則容易造成接觸面Impedance偏低的狀況發(fā)生。

D+ & D- connector pin:

改善前:

測試儀器: Tektronix DSA8200 TDR

解決方案: 此例的焊錫量要少，并確保connector pin與PCB pad平貼，才能減低connector pin與PCB pad接觸面阻抗不匹配的情況發(fā)生。

改善后:

測試儀器: Tektronix DSA8200 TDR

案例 3: C公司的TBT3的 Receptacle connector其RX2_P & RX2_N IRL(Integrated Return Loss)在標準附近未過，PCB阻抗設(shè)計或是connector內(nèi)部設(shè)計都有可能是原因之一。

未達標準:

改善前:

測試儀器: Keysight E5071C ENA

解決方案: 經(jīng)過比對確認,此案例雖然Trace設(shè)計阻抗為50Ω，但實際狀況下阻抗卻不見得會落在50Ω左右，故設(shè)計時可提高PCB設(shè)計阻抗以避免此風險。

改善后:

測試儀器: Keysight E5071C ENA

案例 4: D公司的0 Type A Receptacle connector 設(shè)計為pin腳為深入鐵殼內(nèi)的設(shè)計，測試過后此設(shè)計會造成Near End Crosstalk(SS：TX/RX)超過協(xié)會規(guī)范(3.6mV)而fail。

B 公司的連接器:

改善前: 4.1906mV

測試儀器: Keysight E5071C ENA

解決方案: 經(jīng)過驗證，其問題點為鐵殼內(nèi)部的GND所造成，加強內(nèi)外部鐵殼與PCB GND連接其信號完整性才會提高而通過規(guī)范。

改善后: 3.5948mV

測試儀器: Keysight E5071C ENA

全方位高頻治具設(shè)計與測試服務(wù)

通過以上所舉例出的的四個案例，都顯示出高頻設(shè)計上的一些不能輕忽的要點，從設(shè)計規(guī)劃、治具焊接、再到加工方式，每一步的操作都會影響到高頻性能。尤以焊接部分為例，輕則影響信號表現(xiàn)，重則阻抗不匹配或是IL 以及RL不佳而使高頻信號失真，這是在高頻版設(shè)計上所不能輕忽的。百佳泰全方位的高頻治具設(shè)計與測試服務(wù)，能協(xié)助客戶從圖樣設(shè)計、驗證改善、到取得證書一站式到位，使得您的產(chǎn)品高效、快速、高質(zhì)量上市！

若您有關(guān)高頻治具需求請聯(lián)系百佳泰或是參照下列網(wǎng)址來討論或獲得進一步的信息: http://wsmcp.cn/fixture-usb-type-c/

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