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高频测试常见五大问题

深圳市连接器行业协会 2019-12-08 07:50 次阅读

随着科技的日新月异,高速影音数据传输的需求也不断进化,例如HDMI的规范从 HDMI 2.0 发展到 HDMI 2.1 ,传输速率由6.0 Gbps 直接发展至 12 Gbps,让影像传输的效率更上一层楼;又如目前 USB 3.2 Gen 2的最大传输速度为10 Gbps,但为了让速度快上加快,USB-IF 协会即将在全新的USB 4 让传输速度跃升至20 Gbps,等同于 Thunderbolt3 的传输速度。

然而,当用户在追求绝佳传输质量与实时性的那一刻,线材的稳定性和优劣必然会直接影响到使用者体验;举例来说,当使用者将未认证的线缆插上设备后,常会发生装置无反应的情况。

高频测试常见五大问题

百佳泰为多家国际连接器协会所认证的实验室,可为客户执行验证测试,提供测试所需要的相关高频治具设计。从2016年开始可针对标准或是特殊规格的连接器提供高频量测试治具设计的客制化服务,我们累积了多达百件以上的High Frequency治具设计案量及经验,并找出以下在高频测试时最常发生的五大问题:

一. 阻抗不匹配(Impedance NOT Matching)

阻抗匹配(Impedance matching)是指为了使信号功率能从信号源(source)到负载(load)得到最有效的传递,让信号在传递过程中尽可能不发生反射现象。

Issue:阻抗不匹配若发生时,会形成反射、能量无法传递,不仅降低效率还会产生震荡、辐射、干扰等不良影响。

二. 串音干扰(Crosstalk)

两条信号线之间的耦合干扰现象,可分为近端及远程干扰。

Issue:串音干扰发生时,会影响信号完整性。

三. 频域的衰减(Attenuation)

高频信号由A传递至B,于传输过程中产生的信号损失以及各种损耗成分的总和。

Issue:频域的衰减发生时,会造成信号传导不良,降低效率等不良影响。

四. 反射损失(Return Loss)

高频信号由A传递至B,于传输过程中产生的信号损失以及各种损耗成分的总和。

Issue:频域的衰减发生时,会造成信号传导不良,降低效率等不良影响。

五. 衰减串音比ACR (Attenuation to Crosstalk Ratio)

远程串音与衰减的差值。

Issue:当ACR发生时,即代表Crosstalk与Insertion Loss可能也有相应的问题发生,造成信号完整性可能有所影响及讯号效率降低的不良情况产生。

Potential Risk Improve Method
阻抗匹配(Impedance matching)
反射损失(Return Loss)
· 调整PCB阻抗特性,减少高频治具板对待测连接器和线材的影响
· 优化客户原始提供脚位设计规范以及规格,减少信号衰减
 
频域的衰减Attenuation
(Insertion Lost)
· 电路设计上的调配
· 高频PCB材料的选用
· 加工方式(锡多锡少皆会有影响)
 
串音干扰(Crosstalk)
衰减串音比ACR
(Attenuation to Crosstalk Ratio)
· Trace走线不靠太近,可用via将讯号回流
· Trace不上绿漆可减少干扰
· Differential pair可用一上一下方式放置来降低干扰
 

 

针对五大问题百佳泰可提供相对应的解决方案

百佳泰高频治具应用于实际案例

我们以测试验证和实际上遇到的案例提供客制化高频治具解决方案,可逐一对应,让您的产品无论从开发初期到上市都能保有良好的质量。以下为百佳泰在高频治具设计上所搜集的一些案例:

Example 1:  待测物 pin脚与治具板连接处,接触面所造成的阻抗不匹配(Impedance not matching):

解决方案:减少待测物 pin脚与治具板连接处,因电容效应过大而造成阻抗偏低的影响。

Example 2: 客户连接器加工方式所造成的Insertion Loss影响

解决方案:改善加工方式,减少Insertion Loss。

Example 3: 同一平面,相邻太近的Trace,造成Crosstalk的现象

解决方案:相邻的Differential pair采不同层面的走线方式,减少信号太近造成的串音干扰。同时利用贯穿孔(via),缩短信号的Return Path。

Example 4:HDMI ACR Test Failed

解决方案:由于ACR是测试 远程串音与衰减的差异值,藉由减少Crosstalk & Insertion Loss来让ACR test更容易通过。

一站式高频治具设计与测试服务

高频治具的开发设计,俨然已成为连接器、线缆验证不可或缺的一环。目前唯有百佳泰能提供客户从图样、Sample到治具,全方位从验证测试、设计改善、到取得证书,协助您大幅缩短产品开发时程,成为市场中有竞争力的高质量产品。

若有关高频测试治具需求请联系百佳泰或参照下列网址获得进一步信息: https://www.allion.com.cn/test-fixture/

原文标题:高频治具设计的现况与未来

文章出处:【微信号:cnszcia,微信公众号:深圳市连接器行业协会】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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NS5S1153 具有负摆动功能的DP2T USB 2.0高速/音频开关

FSUSB242 USB Type-C端口保护开关

42是一款为HSD + / HSD线路提供高压和浪涌保护的开关。浪涌是USB microB和USB Type-C™等小型连接器日益受到关注的问题。该产品将提供2:1切换,同时保持足够的信号完整性,因此USB 2.0 HS眼图仍然可以通过。 特性 完全USB数据端口保护 VDD 0 V - 5.5 V(12 V直流耐压) HSD±端口±20 V DC容差 ±26 V IEC 64000-4-5没有外部TVS的浪涌保护 VDD工作范围,2.7 V-5.5 V HSD RON:典型值5Ω CON = 5 pF典型 宽-3 dB带宽:> 720 MHz 低功耗工作:ICC...
发表于 08-01 06:02 68次 阅读
FSUSB242 USB Type-C端口保护开关

FSUSB40 低功率 双端口 高速USB2.0(480Mbps的)开关

0是双向低功率双端口高速USB2.0开关。该器件配置为双刀双掷(DPDT)开关,专为在两个高速(480Mbps)源或高速和全速(12Mbps)源之间切换进行了优化。 FSUSB40符合USB2.0的要求,具有5.5pF的极低导通电容(C ON )。该器件较宽的带宽(720MHz)超过了通过第3次谐波的要求,这样可使信号边缘和相位失真度最小。卓越的通道间串扰也最大限度地减少了干扰。 FSUSB40包含开关I / O引脚上的特殊电路,用于电源V CC 断开(V CC = 0)的应用,使该器件能承受过压条件。该器件的设计可将电流损耗尽量降低,即使当施加在时间可保证。此特性对超便携式应用(例如手机)尤为重要,可支持基带处理器通用I / O的直接接口。其他应用包括便携手机,PDA,数码相机,打印机和笔记本电脑中共的开关和连接器。 特性 低导通电容,5.9pF典型值 低导通电阻,3.9Ω典型值 低功能耗电:1μA最大值 15μA最大值I CCT 以上且扩展控制电压范围(V IN = 1.8V,V CC = 4.3V) 宽-3dB带宽,> 720MHz 封装: 10引线MicroPak™(1.6×2.1毫米) 10引线UMLP(1.4×1...
发表于 08-01 05:02 43次 阅读
FSUSB40 低功率 双端口 高速USB2.0(480Mbps的)开关

FUSB340 USB 3.1 SuperSpeed 10 Gbps开关

0是一个2:1数据开关,用于5 Gbps数据的USB SuperSpeed Gen1和10 Gbps数据的Gen2。其定位于移动设备市场,并用于可逆电缆线需要开关的Type-C应用中。 FUSB340数据开关提供了具有卓越性能的各类高速数据传输协议: USB 3.1 SuperSpeed(Gen 2),10 Gbps PCI Express,Gen 3 SATA 光纤通道 显示端口1.3 特性 10 GHz典型带宽 USB 3.1 SuperSpeed 5Gbps和10 Gbps开关 2.5 GHz的-1.0 dB典型插入损耗 12μA典型值的低有功功率 1μA最大值...
发表于 08-01 05:02 66次 阅读
FUSB340 USB 3.1 SuperSpeed 10 Gbps开关

FSUSB30 低功率2端口高速USB 2.0(480 Mbps)开关

0是一款低功率,2端口,高速USB 2.0开关。配置为双刀双掷(DPDT)开关,此开关针对两个高速(480Mbps)源之间或高速与全速(12Mbps)源之间的切换操作进行了优化.FSUSB30符合USB2.0的要求,并且具有3.7pF的极低导通电容(C ON )。该器件较宽的带宽(720MHz)超过了通过第3次谐波的要求,这样可使信号边缘和相位失真度最小。出色的通道间串扰性能可实现最小的干扰。 FSUSB30在D + / D-引脚上包含了特殊的电路,在断电时可使器件承受过压条件。同时,当应用于S引脚的控制电压小于电源电压(V CC )时,该器件可以最大限度地降低功耗。此特性对超便携式应用(例如手机)尤为重要,可支持基带处理器通用I / O的直接接口。其他应用包括便携手机,PDA,数码相机,打印机和笔记本电脑中共享的开关和连接器。 特性 低导通电容: 3.7pF(典型值) 低导通电阻:6.5Ω(典型值) 低功耗:1μA(最大值) 10μA最大I CCT 超过扩展控制电压范围(V IN = 2.6 V,V CC = 4.3 V) 宽-3dB带宽,> 720MHz 8kV静电放电保护 当V CC = 0V; D + / D-引脚可耐受...
发表于 08-01 05:02 47次 阅读
FSUSB30 低功率2端口高速USB 2.0(480 Mbps)开关

FSA9285A 符合MCPC标准 USB端口 带自动检测多媒体开关 12 V V

5是一款高性能多媒体开关,对USB端口采用自动开关和配件检测.FSA9285允许共用一个常用USB端口在充电的同时通过音频和USB数据。此外,FSA9285集成了附件的检测,如耳机,带MIC及发送/结束的手机移动计算推广联盟(MCPC),车载充电器,USB充电器,USB On-The-Go(OTG),还集成了附件充电调节器(ACA)使用一个常用USB连接器.FSA9285可编程为基于检测到的配件实现USB数据路径的手动开关或自动开关。通过一个集成的14 V过压保护和1.45 A过流保护FET,FSA9285A集成常用于V BUS 的USB保护功能。 特性 开关类型:音频,FS / HS-USB,充电 开关机制:带可用中断的可编程开关 配件检测: 带麦克风(MIC)和发送/结束按钮的耳机: USB数据电缆 USB充电器(汽车,CDP,DCP) USB On-The-Go(OTG) 符合MCPC规范 可编程模式 USB:符合FS和HS 2.0标准 USB充电 符合电池充电标准1.2 集成FET,充电器检测 OCP(1.45 A) 音频 OVP(6.5 V - ...
发表于 08-01 02:02 27次 阅读
FSA9285A 符合MCPC标准 USB端口 带自动检测多媒体开关 12 V V

FSA806 USB 2.0高速 UART和带负信号能力的音频开关

是一款3:1 USB附件开关,可让USB数据,立体声和单声道音频,视频和UART数据共用一个连接器端口。两个端口被设计用于高速USB 2.0信号,同时还可用于全速USB和UART通信。该架构设计为允许音频信号在负电压下摆动,使常用的USB和耳机插孔可用于个人媒体播放器和便携式外设。 FSA806符合USB规格修订版2.0和micro-USB规格。 特性 •3:1开关处理: 音频耳机 UART
发表于 08-01 02:02 24次 阅读
FSA806 USB 2.0高速 UART和带负信号能力的音频开关

FSHDMI08 宽带宽差分信号的HDMI开关

08是一个宽带宽开关,设计用于路由HDMI链接数据,时钟和相关在UXGA分辨率情况下支持每通道高达1.65Gbps数据速率的DDC和CEC控制信号。应用包括LCD电视,DVD,机顶盒和使用多个数据视频接口的笔记本设计。该开关支持HDMI链路信号通路,具有超低非相邻通道串扰和超低的隔离特性。此性能对于尽量减少视频应用中有源视频源之间的重开至关重要。此开关的宽带宽允许高速差分信号以最小的加性歪斜和相位抖动通过开关。引脚支持HDMI标准A连接器PCB布局。 应用 多媒体平板电脑 手机 PMP / MP3播放器 电路图、引脚图和封装图...
发表于 08-01 02:02 28次 阅读
FSHDMI08 宽带宽差分信号的HDMI开关

FSA4480 具有保护功能的USB Type-C™模拟音频开关

0是一款高性能USB Type-C™端口多媒体交换机,支持模拟音频耳机。 FSA4480允许共享通用USB Type-C™端口,以传递USB2.0信号,模拟音频,边带使用线和模拟麦克风信号。 FSA4480还支持USB Type-C™插座侧的SBU端口和USB端口上的高电压。 特性 电源:VCC,2.7 V至5.5 V USB高速(480Mbps)SDD 21 -3dB带宽:950 MHz USB高速R ON :3Ω典型 音频开关负轨能力:-3V至+ 3V 音频开关THD + N = -110 dB; 1 V RMS ,f = 20Hz-20 kHz,32Ω负载 音频R ON :1Ω典型 高压保护:连接器侧引脚上的20V直流容差 过压保护:V TH = 5V典型 OMTP和CTIA引脚支持 支持音频感知路径 终端产品 手机 平板电脑 笔记本电脑 媒体球员 电路图、引脚图和封装图...
发表于 08-01 01:02 308次 阅读
FSA4480 具有保护功能的USB Type-C™模拟音频开关

FSA3000 双端口高速MHL开关

0是一款双向,低功率,双端口,高速USB2.0视频数据开关,支持移动高清链路(MHL)规格版本.1.0。 FSA3000配置为双刀双掷(DPDT)数据开关,专门针对USB2.0和MHL数据源进行了优化。 FSA3000的开关I / O引脚上有电路,使得器件能够在V CC 电源断开(V CC = 0)的应用中承受过压状况.FSA3000最大限度地降低了电流消耗,即使在施加于控制引脚的电压低于电源电压的情况下也是如此(V CC )。该特性特别适合手机等移动应用,可直接连接基带处理器的通用I / O。其他应用包括便携手机,数码相机和笔记本电脑中实现开关和连接器共用功能。 应用 多媒体平板电脑 存储和外设 手机 WLAN网卡和宽带接入 PMP / MP3播放器 电路图、引脚图和封装图...
发表于 08-01 00:02 27次 阅读
FSA3000 双端口高速MHL开关

FSA3200 两端口高速USB2.0开关 带​​移动高分辨率链接

0是一款双向,低功率,双端口,高速USB2.0和视频数据开关。该元件配置为双刀双掷(DPDT)开关及用于ID的数据和单刀双掷(SPDT)开关;该元件经过优化,适用于两个高速或全速USB和移动数字视频源(MDV)之间进行切换,还支持MHL™修订版1.0。 FSA3200包含开关I / O引脚上的特殊电路,用于电源V CC 断开(V CC = 0)的应用,使该器件能承受过压条件。此开关设计用于将电流消耗降低至最低,即使应用于控制引脚上的控制电压低于电源电压(V CC )时也是如此。该特性特别适用于手机等移动应用,可直接连接基带处理器的通用I / O。其他应用包括便携手机,数码相机和笔记本电脑中实现开关和连接器共用功能。 应用 多媒体平板电脑 存储和外设 手机 WLAN网卡和宽带接入 PMP / MP3播放器 电路图、引脚图和封装图...
发表于 08-01 00:02 46次 阅读
FSA3200 两端口高速USB2.0开关 带​​移动高分辨率链接

NLAS7213 用于高速USB 2.0的DPST模拟开关

13是一款DPST开关,针对便携式系统中的高速USB 2.0应用进行了优化。它具有超低的关断电容,COFF = 3.0 pF(典型值),带宽高于1118 MHz。它针对使用单个USB接口连接器路由多种信号类型的应用进行了优化。两个开关的CON和RON都很低,允许NLAS7213将任何速度的USB数据或音频信号传递到中等电阻的终端,如外部耳机。 NLAS7213采用ll引脚保护,具有8 kV人体模型ESD保护。它采用1.5 x 1.5 x 0.55 mm UQFN8封装。 特性 RON:10ΩMax@ V CC = 3.3 V C OFF :3.0 pF Typ at V CC = 3.3 V V CC 工作范围:1.65 V至4.5 V > 1118 MHz带宽 D + / D引脚上的OVT高达5.25 V 1.5 x 1.5 x 0.55 mm UQFN8封装 所有引脚上的8 kV HBM ESD保护 这是一个无铅设备 应用 终端产品 高速USB 2.0数据 手机 便携设备 电路图、引脚图和封装图...
发表于 08-01 00:02 57次 阅读
NLAS7213 用于高速USB 2.0的DPST模拟开关

FSA3030 FSA3030-具有负摆幅音频的高速USB2.0 /移动高清连接(MHL™)

0是一种双向高速低功率音频开关,并具备3:1,USB2.0,MHL™技术。配置为双刀三掷(DP3T)开关;经过优化,用于高速或全速USB之间的切换,移动高清连接源(MHL2.0版规格)以及具有负摆幅功能的音频。 FSA3031包含开关I / O引脚上的特殊电路,用于电源VCC断开(VCC = 0)的应用,使该器件能承受过压条件。 此开关设计用于将电流消耗降低至最低,即使应用于控制引脚上的控制电压低于电源电压(V CC )时也是如此。该特性特别适合手机等移动应用,可直接连接基带处理器的通用I / O。其他应用包括便携手机,数码相机和笔记本电脑中实现开关和连接器共用功能。 特性 低导通电容:4.2pF / 5pF MHL / USB(典型值) 低功耗30μA(最大值) 支持MHL版本2.0 MHL数据速率:4.0 Gbps 音频摆幅:-1.5 V到+1.5 V(典型值) 12引脚UMLP封装(1.8 x 1.8mm) IEC 610002-4第4级ESD容差 所有USB端口过压容限(OVT): 高达5.25 V,无外部元件 应用 手机 PMP / MP3播放器 WLAN网卡和宽带接入 多媒体平板电脑 存储和外设 消费...
发表于 07-31 23:02 20次 阅读
FSA3030 FSA3030-具有负摆幅音频的高速USB2.0 /移动高清连接(MHL™)

NL3HS2222 高速USB 2.0 DPDT开关

222是一款DPDT交换机,针对便携式系统中的高速USB 2.0应用进行了优化。它具有超低的导通电容,CON = 7.5 pF(典型值),带宽高于950 MHz。它针对使用单个USB接口connectorto路由多种信号类型的应用进行了优化。两个通道的CON和RON都很低,允许NL3HS2222将任何速度的USB数据传输信号传递到中等电阻的终端,如外置耳机。 应用 USB 2.0开关 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-31 21:02 119次 阅读
NL3HS2222 高速USB 2.0 DPDT开关

NL3S588 支持USB 2.0的超低THD DPDT开关

8是一款单电源,双向,双刀/双刀(DPDT)开关,适用于高保真音频和高速数据应用。 NL3S588具有超低失真,高OFF隔离模拟开关,可以传递相对于地的正负模拟信号。它针对消费类和专业DC耦合GND参考音频切换应用,如计算机声卡和家庭影院产品。 NL3S588还可用于高速差分数据传输应用。两个通道都符合USB 2.0标准。 特性 DPDT SWITCH 3.3 V单电源供电 适用于1.4 mm x 1.8 mm UQFN10 此设备无铅,无卤素/无BFR且符合RoHS标准 2 V RMS 信号切换 -116 dB THD + N进入20kΩ负载,2 V RMS -112 dB THD + N进入32Ω负载,0.707 V RMS 信噪比:> 125 dBV ±0.004 dB插入损耗,1 kHz,20 kΩ负载 ±0.0008 dB增益变化20 Hz至20 kHz 112 dB信号静音到20kΩ负载 131 dB PSRR 20 Hz至20 kHz 输入信号范围:0 V至V DD C ON :8.9 pF(Typ) 数据速率:USB 2.0兼容 - 最高480 Mbps 带宽:580 MHz 应用 终端产品 高保真音频切换 USB 2.0高...
发表于 07-31 21:02 72次 阅读
NL3S588 支持USB 2.0的超低THD DPDT开关

NCN1154 DP3T数据开关 USB 2.0高速/音频 具有负摆动功能

4是一款DP3T开关,用于组合真地音频,USB 2.0高速数据和UART应用。它允许便携式系统使用单个端口传输来自外部耳机的USB数据或音频信号; 3个通道符合USB 2.0,USB 1.1和USB 1.0。该开关能够传递低于地电压2伏的负电压信号。 NCN1154在音频端口上具有分流电阻。当音频通道关闭时,这些电阻器会接通,并为音频线路上可能产生的任何电荷提供安全的接地路径。这减少了Pop&单击音频系统中的噪音。该器件具有扩展的V CC 范围,可以在高达4.2 V的V CC 下工作,同时将真正的接地音频信号传递至-2 V. 特性 优势 3:1高速开关 多路复用音频或高速数据或UART信号路径一个USB插座 公共引脚上的5.25 V容差 支持任何短片到V BUS 高带宽820 MHz USB2.0,USB1.1,USB1。 0能够在所有通道上运行 能够在R / L通道上将负摆幅信号降至-2V 可以将音频真实接地放大器连接到微型USB耳机 1.8 V兼容控制引脚 GPIO低压控制 音频通道分流电阻器 弹出并单击降噪 超低THD 最小音频失真 应用 终端产品 单个连...
发表于 07-31 20:02 113次 阅读
NCN1154 DP3T数据开关 USB 2.0高速/音频 具有负摆动功能

NB7VPQ904M 1.8V USB Type-C™DisplayPort™ALT模式10Gbps线性转接驱动器

904M是1.8 V USB Type-C™DisplayPort™备用模式线性转接驱动器,完全支持DisplayPort 1.4(8.1 Gbps)和USB 3.1 Gen 1 / Gen 2(5/10 Gbps)协议。信号完整性因PCB走线,传输电缆和符号间干扰(ISI)而降低。 NB7VPQ904M通过使用不同级别的用户可选平坦增益来补偿这些损失。均衡,为输出数据信号创建最佳眼图。 特性 1.8 V +/- 5%电源 4通道线性转接驱动器,支持高达10Gbps的数据速率 支持USB Type-C USB3.1 Gen 1 / Gen 2和DP1.4作为具有设备操作模式的备用模式 支持已集成USB3.1&的SOC。 DP1.4 MUX over USB Type-C 可用于USB Type-C电缆,以减少电缆损耗 用于DP AUX通道的USB Type-C SBU信号的集成开关 深度省电模式的芯片使能引脚 具有热插拔功能 ESD保护±4kV HBM 应用 终端产品 移动电话 计算:台式机,笔记本电脑和笔记本电脑平板电脑 带USB-C,USB或DP连接器的扩展坞 游戏控制台&智能电视 USB Type-C有源线 手机 计算:台式机,笔记本电脑和平板电脑 带US...
发表于 07-31 17:02 171次 阅读
NB7VPQ904M 1.8V USB Type-C™DisplayPort™ALT模式10Gbps线性转接驱动器