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差分平衡参数测试的介绍和原理以及测试全过程图片详解

EDA365 2018-07-05 09:06 次阅读

差分平衡参数测试的介绍和原理以及测试全过程图片详解

一、差分平衡参数测试的应用背景

随着信息产业的高速发展,对网络带宽的需求越来越高,就需要信息设备(如大型服务器、超级计算机和交换机等)能够承载的数据速率越来越快。目前,信息设备中均采用差分平衡方式进行高速数据的传输,信息设备生产商对这类高速互连通道的信号完整性问题也愈发重视,差分平衡参数是其中一个重要测试项。

二、差分平衡参数测试原理

1、平衡器件的定义

传统的射频微波器件是单端的,即单输入单输出,且输入输出接口上的信号有共同的参考地平面,如图1所示。 

差分平衡参数测试的介绍和原理以及测试全过程图片详解

图1 单端器件

但随着先进的MMIC集成电路的出现,越来越多的射频电路开始使用差分平衡形式来设计。计算机、服务器中背板的差分平衡时钟速率已到达上百吉比特每秒,速率如此之高也必须按照射频和微波器件来考虑。

差分平衡参数测试的介绍和原理以及测试全过程图片详解

图2 平衡器件

平衡器件的输入或输出都是两端口的。平衡器件所传输的信号是两个端口之间电平的差值或平均值,输入的两端口或输出的两个端口之间互为参考,而不是以地为参考,如图2所示。

理想情况下,当差分平衡器件的输入端加上幅度相等、相位相差180度的差模信号时,输出端得到的也是差模信号,这种工作模式称为“差模/差模”模式。理想差分传输线不会传输幅度相等相位相同的信号,即共模信号,对共模干扰有很好的抑制作用。实际上差分传输线输入和输出的信号都不可能是理想的,输入和输出信号中都有以地为参考的共模信号存在。由差模信号激励得到共模信号的工作模式称为“差模/共模”模式。如果输入信号中含有共模信号,同样也会激励得到差模和共模信号,对应的工作模式分别为“共模/差模”和“共模/共模”模式。其中“共模/差模”模式会在输出的差模信号中引入噪声,于是差分传输线抑制由共模信号激励产生差模信号的能力将是判断一个该器件性能优劣的重要指标。传统的S参数并不能区分差模信号和共模信号,更不能反映差分传输线各模式的传输和不同模式的转化特性,因此无法准确衡量一个差分平衡器件的性能。为完整表征一个差分平衡器件的特性,需要知道它在差模和共模激励下的响应,以及在这两种激励下的模式转换信息,以4端口的平衡参数为例,混合模S参数矩阵可以完整表征其特性指标。 

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其中,混合模S参数用Sabxy的形式表示,前面两个下标分别表示响应和激励信号的模式,d代表差模信号,c代表共模信号,后两位数字下标分别表示响应和激励的端口。矩阵的左上象限表示传输线在差模激励下的差模响应,右下象限表示传输线在共模激励下的共模响应;矩阵的左下象限表示传输线在差模激励下的共模响应,右上象限表示传输线在共模激励下的差模响应,这两个象限描述了差分传输线的模式转换信息。

2、3672差分平衡参数设置

任何差分平衡参数测试,首先需要创建相应的混合模S参数的轨迹。

1) 设置轨迹运算的方法

菜单路径:[轨迹]→[新建轨迹]→[平衡参数],显示新建轨迹对话框。

2) 平衡器件拓扑设置方法

路径: [新建轨迹]对话框→[改变]按钮,显示被测件配置对话框;逻辑端口是用来描述矢量网络分析仪物理测试端口新的平衡测试中的映射关系,具体如下。

1)任意两个物理测试端口可以被映射成一个平衡逻辑端口;

2)任意一个物理测试端口可以被映射成一个单端逻辑端口 

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图3 平衡参数拓扑设置对话框

四端口矢量网络分析仪支持四种平衡器件拓扑形式,可在图所示对话框进行设置,具体如下:

1)平衡/平衡(2个平衡逻辑端口和四个物理端口) 

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2)单端/平衡(2个逻辑端口和三个物理端口) 

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3)平衡/单端(2个逻辑端口和三个物理端口) 

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4)单端-单端/平衡(3个逻辑端口和三个物理端口)

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三 、差分平衡参数测量示例

1、TDR差分阻抗测试方法

传统上,TDR差分阻抗测试是一种通过使用时域反射计 (TDR) 示波器来评估传输线路的常见方法。而基于矢量网络分析仪 (VNA) 的 TDR 测量作为一种这种时域分析的替代方法,越来越受到人们的关注。两种方法的测试原理如下图所示。 

差分平衡参数测试的介绍和原理以及测试全过程图片详解

基于采样示波器的时域反射计(TDR)测试方法噪声相对较大,同时实现高动态范围和快速测量具有一定难度,虽然通过取平均法可以降低噪声,但是这会影响测量速度。示波器上用于测量时序偏差的多个信号源之间的抖动,也会导致测量误差。此外,给TDR示波器设计静电放电(ESD)保护电路非常困难,因此TDR示波器容易被ESD损坏。这些都可以通过基于VNA的TDR测试方案得以避免。

2、测试步骤

步骤1: 复位3672矢量网络分析仪,进入下图界面。

步骤2:设置所需要的起始和终止频率。

步骤3:点击右侧时域按钮,进入时域设置状态。

步骤4:点击时域变换按钮,弹出时域变换对话框后,在变换模式中选择低通阶跃,然后选中时域变换。 

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图4 时域变换设置

步骤5:接上一步,将时域变换勾除掉。 

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图5 去掉时域变换

步骤6:进行全四端口校准。

首先根据校准件和被测件选择校准方式和连接方式;接着进行校准件和被测件选择;随后按照向导步骤进行四端口校准,最后点击完成。 

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图6 全四端口校准

步骤7:点击新建轨迹,建立差分测试轨迹Sdd11。 

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图7 新建差分测试轨迹

步骤8:在平衡参数页,点击改变按钮进行平衡拓扑设置。 

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图8 平衡拓扑设置

步骤9:修改平衡拓扑设置,选择平衡到平衡。 

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图9 平衡拓扑设置对话框

步骤10:根据被测件连接情况设置平衡端口和网络仪端口的关系,如下两个图。 

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图10 端口映射设置

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图11 实际的物理连接关系

步骤11:选择轨迹Sdd11,点击确定。 

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图12 测试轨迹选择

步骤12:选择阻抗格式。 

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图13 选择阻抗格式

步骤13:【分析】→【时域】→【时域变换】→[低通阶跃],并勾选时域变换,同时根据被测件长度设置起始和终止时间。 

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图14 时域变换设置

步骤14:设置光标等观察阻抗曲线。 

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图15 观察曲线的设置

附录 1

采用3672的时域功能+差分参数测试功能+Delta光标计算功能还能得到对内延时(Intra-pair skew)和对间延时(Inter-pair skew)。 

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测试连接

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对内延时(Intra-pair skew)

差分平衡参数测试的介绍和原理以及测试全过程图片详解

对间延时(Inter-pair skew)

原文标题:差分线及巴伦变压器用网分怎么测?AV3672告诉你

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HMC543A 22.5° MMIC 4位数字移相器,8 - 12 GHz

和特点 低RMS相位误差:4° 低插入损耗:6.5 dB 出色的平坦度 360°覆盖,LSB = 22.5° 24引脚陶瓷SMT封装:16mm2产品详情 HMC543ALC4B是一款4位数字移相器,额定工作频率范围为8至12 GHz,提供0至360度的相位覆盖,具有22.5度的LSB。HMC543ALC4B在所有相态具有4度的极低RMS相位误差及±0.8 dB的极低插入损耗变化。这种高精度移相器由0/-3V互补逻辑控制,无需固定偏置电压。HMC543ALC4B采用紧凑型4x4 mm陶瓷无引脚SMT封装,内部匹配至50 Ω,无需任何外部元件。简单的外部电平转换电路可用于将CMOS正控制电压转换为互补负控制信号。应用 EW接收器 气象和军用雷达 卫星通信 波束成形模块方框图...
发表于 02-15 18:43 12次 阅读
HMC543A 22.5° MMIC 4位数字移相器,8 - 12 GHz

HMC7950 2 GHz至28 GHz,GaAs pHEMT MMIC低噪声放大器

和特点 针对1 dB压缩(P1dB)的输出功率:16 dBm(典型值) 饱和输出功率(PSAT):19.5 dBm(典型值) 增益:15 dB(典型值) 噪声系数:2.0 dB(典型值) 输出三阶交调截点(IP3):26 dBm(典型值) 电源电压:5 V (64 mA) 50 Ω匹配输入/输出 产品详情 HMC7950是一款砷化镓(GaAs)、假晶高电子迁移率晶体管(pHEMT)、单芯片微波集成电路(MMIC)。HMC7950是一款宽带低噪声放大器,工作频率范围为2 GHz至28 GHz。该放大器通常提供15 dB增益、2.0 dB噪声系数、26 dBm输出IP3和16 dBm输出功率(1 dB增益压缩),功耗为64 mA(采用5 V电源时)。HMC7950仅采用单正电源供电时具有自偏置以实现64 mA的漏极电流IDD。HMC7950还具有增益控制选项VGG2。HMC7950放大器输入/输出内部匹配50 Ω,并经过隔直。它采用6 mm × 6 mm、16引脚LCC SMT陶瓷封装,易于处理和组装。应用 测试仪器仪表 军事与航天 方框图...
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HMC7950 2 GHz至28 GHz,GaAs pHEMT MMIC低噪声放大器

HMC752 GaAs HEMT MMIC低噪声放大器,24 - 28 GHz

和特点 噪声系数: 2.5 dB 增益: 25 dB P1dB输出功率:+13 dBm 电源电压:+3V (70 mA) 输出IP3:+26 dBm 50 Ω匹配输入/输出 24引脚4x4mm SMT封装: 16mm² 产品详情 HMC752是一款GaAs MMIC低噪声宽带放大器,采用无引脚4x4 mm陶瓷表贴封装。 该放大器的工作频率范围为24至28 GHz,提供高达25 dB的小信号增益、2.5 dB噪声系数及+26 dBm输出IP3,同时采用+3V电源的功耗仅70 mA。 高达+13 dBm的P1dB输出功率使LNA可用作平衡、I/Q或镜像抑制混频器的LO驱动器。 HMC752还具有隔直的I/O,内部匹配50 Ohms,因而非常适合高容量微波无线电或VSAT应用。 应用 点对点无线电 点对多点无线电 军事和太空 测试仪器仪表 方框图...
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HMC752 GaAs HEMT MMIC低噪声放大器,24 - 28 GHz

HMC8410 GaAs、pHEMT、MMIC、低噪声放大器,0.01 GHz至10 GHz

和特点 低噪声系数:1.1 dB(典型值) 高增益:19.5 dB(典型值) 高输出三阶交调截点(IP3):33 dBm(典型值) 6引脚、2 mm × 2 mm LFCSP封装 产品详情 HMC8410是一款砷化镓(GaAs)、单芯片微波集成电路(MMIC)、假晶高电子迁移率晶体管(pHEMT)低噪声宽带放大器,工作频率范围为0.01 GHz至10 GHz。HMC8410提供19.5 dB典型增益、1.1 dB典型噪声系数和33 dBm典型输出IP3,采用5 V电源电压时功耗仅为65 mA。高达22.5 dBm的饱和输出功率(PSAT) 使低噪声放大器(LNA)可用作许多ADI公司平衡、I/Q或镜像抑制混频器的本振(LO)驱动器。HMC8410还具有输入/输出(I/O),内部匹配50 Ω,非常适合基于表贴技术(SMT)的高容量微波无线电应用。HMC8410采用符合RoHS标准的2 mm × 2 mm、LFCSP封装。多功能引脚名称可能仅通过相关功能来引用。应用 测试仪器仪表 点对点无线电 点对多点无线电方框图...
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HMC8410 GaAs、pHEMT、MMIC、低噪声放大器,0.01 GHz至10 GHz

HMC-C058 GaAs MMIC SPDT非反射式开关,DC - 18 GHz

和特点 高隔离度: >65 dB(最高6 GH频率下) >50 dB(最高18 GHz频率下) 低插入损耗: 2 dB (8 GHz) 2.8 dB (12 GHz) 快速开关: 3 ns的上升/下降时间 非反射式设计 密封模块 可现场更换的SMA连接器 工作温度范围为-55至+85 ℃ 产品详情 HMC-C058是一款通用的宽带高隔离度非反射式GaAs MESFET SPDT开关,封装在微型密封模块中,带有可现场更换的SMA连接器。 该开关频率范围为DC至18 GHz,具有高隔离和低插入损耗。 该开关在最高6 GHz频率下提供大于65 dB的隔离,在最高18 GHz频率下提供大于50 dB的隔离。 CMOS接口允许在很低直流电流条件下提供单个+5V偏置电压。 应用 光纤和宽带通信 微波无线电和VSAT 军用无线电、雷达和ECM 测试仪器仪表 方框图...
发表于 02-15 18:41 11次 阅读
HMC-C058 GaAs MMIC SPDT非反射式开关,DC - 18 GHz

SPF5122Z低噪声单片集成放大器的详细数据手册免费下载

SPF5122Z是一种高性能PHEMT MMIC 低噪声放大器(LNA),设计用于从50MHz到40....
发表于 08-20 11:27 94次 阅读
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SPF5189Z高性能PHEMT MMIC低噪声放大器的详细数据手册免费下载

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发表于 08-20 11:27 150次 阅读
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SGL0622Z低噪声,高增益的MMIC低噪声放大器的详细数据手册免费下载

SGL0622Z是一种低噪声、高增益的MMIC低噪声放大器,用于从2.7 V到+5 V的低功耗单电源....
发表于 08-20 11:27 22次 阅读
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SPF5344Z高性能的2级PHEMT MMIC低噪声放大器的详细数据手册免费下载

SPF5344Z是一种高性能的2级PHEMT MMIC 低噪声放大器(LNA),设计用于0.8GHz....
发表于 08-20 11:27 21次 阅读
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SDA-5000 GaAs MMIC分布式驱动放大器的详细数据手册免费下载

RFDD的SDA-5000是一种直接耦合(DC)GaAs微波单片集成电路(MMIC)分布式驱动器放大....
发表于 08-17 11:27 23次 阅读
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QPA1003D氮化镓功率放大器的详细数据手册免费下载

QoVo的QPA1003D是一种宽带高功率MMIC放大器,由QoVo公司生产的0.15M GaN碳化....
发表于 08-17 11:27 48次 阅读
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TGA1171-SCC功率放大器的详细数据手册免费下载

TrimQuT TGA1171-SCC是使用TrimQuin的0.25μm功率PHEMT过程的两阶段....
发表于 08-16 11:27 21次 阅读
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TGA2963-CP宽带高功率MMIC放大器的详细数据手册免费下载

QOVO的TGA29 63-CP是一种宽带高功率MMIC放大器,是在QoVo公司生产的0.15M G....
发表于 08-15 11:28 23次 阅读
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TGA2830-SM 封装MMIC功率放大器的详细数据手册免费下载

TrimQUT的TGA2830-SM是一个封装MMIC功率放大器,工作在2.7至3.5千兆赫。TGA....
发表于 08-15 11:28 21次 阅读
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TGA2204 GHz高功率放大器MMIC的详细数据手册免费下载

 TrimQUT TGA2204是一种高功率放大器MMIC,适用于9—105GHz的应用。利用Tri....
发表于 08-15 11:27 65次 阅读
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TGA2201 GHz高功率放大器的详细数据手册免费下载

TrimQUT TGA2201是一种高功率放大器MMIC,用于7至8.5 GHz的应用。该零件采用T....
发表于 08-15 11:27 69次 阅读
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TGA2239 Ku波段高功率MMIC放大器的详细数据手册免费下载

Qorvo的TGA2249是一个Ku波段,高功率MMIC放大器上制造的QoVo的生产0.15μm氮化....
发表于 08-15 11:27 15次 阅读
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TGA2513宽带低噪声放大器的详细数据手册免费下载

TrimQUT TGA2513是一个紧凑的LNA /增益块MMIC。LNA工作在2-23 GHz,并....
发表于 08-15 11:27 19次 阅读
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TGA2585 GaN功率放大器详细数据手册免费下载

rimQuT的TGA2585是在TrimQuin公司生产的0.25M GaN SiC工艺(TQGAN....
发表于 08-14 11:28 22次 阅读
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BLM6G22-30和BLM6G22-30G LDMOS2级功率MMIC数据手册免费下载

用于基站应用的30 W LDMOS 2级功率单片集成电路,其频率为2100 MHz至2200 MHz....
发表于 08-14 08:00 128次 阅读
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FMM5061VF X波段功率放大器MMIC的详细数据手册免费下载

FMM5061VF是一个MMIC放大器,包含一个三级放大器,内部匹配,在9.5至3.3GHz频率范围....
发表于 08-14 08:00 137次 阅读
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TGA2622高功率MMIC放大器的详细数据手册免费下载

TriQuint公司的TGA2622是波段上TriQuint公司的生产0.25um GaN-on-S....
发表于 08-13 11:28 64次 阅读
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ECG055B-G 通用缓冲放大器的详细数据手册免费下载

ECG055B-G是通用缓冲放大器,一个低成本的贴装封装提供高动态范围。在1000兆赫的ECG055....
发表于 08-13 11:28 42次 阅读
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TQP369181直流6GHz增益缓冲放大器的详细数据手册资料免费下载

TQP369181是一种通用缓冲放大器,在低成本的表面贴装封装中提供高动态范围。在1900 MHz时....
发表于 08-13 11:28 28次 阅读
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WJA1510有源偏置HBT增益放大器的详细资料免费下载

WJA1510是级联增益模块,在低成本的表面贴装封装提供高线性度。在200兆赫的WJA1510通常提....
发表于 08-10 11:28 64次 阅读
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WJA1505一级联增益模块放大器的详细资料免费下载

WJA1505是一级联增益模块,在低成本的表面贴装封装提供高线性度。在200兆赫的wja1505通常....
发表于 08-10 11:28 49次 阅读
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请问EV-ADAR-D2S   demo 板的放大器的电压是多少,参考材料中没有看到相关信息。

EV-ADAR-D2S   demo 板的放大器的VPOS1 / VNEG1 电压是多少?参考材料中没有看到相关信息。 这个demo...
发表于 08-08 08:48 222次 阅读
请问EV-ADAR-D2S   demo 板的放大器的电压是多少,参考材料中没有看到相关信息。

TGP2102 5位移相器的详细资料数据手册免费下载

TrimQUT TGP2102是使用TrimQuin的0.25μm功率PHEMT过程的5位数字移相器....
发表于 08-02 11:29 97次 阅读
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红外显微镜用于测量高性能微波GaN HEMT器件和MMIC的有什么局限性?

本文讨论了红外显微镜用于测量高性能微波GaN HEMT器件和MMIC的局限性。它还将描述Qorvo的....
发表于 08-02 11:29 134次 阅读
红外显微镜用于测量高性能微波GaN HEMT器件和MMIC的有什么局限性?

TGA4036中功率放大器的详细数据手册免费下载

TrimQUT TGA4036是一种适用于宽带应用的紧凑型中等功率放大器MMIC。该零件采用Trim....
发表于 08-02 11:29 50次 阅读
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TGA4522宽带驱动放大器的详细资料和数据免费下载

 TrimQUT TGA4522是Ka频段和Q波段应用的紧凑型驱动放大器MMIC。利用TrimQuT....
发表于 08-02 11:29 118次 阅读
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GaN功率放大器MMIC的设计和测量性能详细资料免费下载

本文介绍了用0.15M氮化镓(GaN)工艺制备的1-8GHz功率放大器MMIC的设计和测量性能。该工....
发表于 08-01 11:29 53次 阅读
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应用于高性能系统的GaN热分析详细资料概述

本文针对QoVo的热设计集成方法,利用了高性能微波GaN HEMT器件和MMIC的建模、经验测量(包....
发表于 07-31 11:29 68次 阅读
应用于高性能系统的GaN热分析详细资料概述

如何使用GaN MMIC和同轴波导空间功率合成的功率放大器详细资料概述

越来越高的功率商用微波单片集成电路(MMIC)放大器的可用性使得固态放大器的构建能够实现仅由行波管放....
发表于 07-31 11:29 82次 阅读
如何使用GaN MMIC和同轴波导空间功率合成的功率放大器详细资料概述

QPF4005 GaN双通道多功能前端模块详细资料免费下载

QPF4005是一个双通道多功能氮化镓MMIC前端模块,目标为9GHz相控阵5G基站和终端。对于每个....
发表于 07-31 11:29 74次 阅读
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QPF4006 GaN MMIC前端模块详细资料免费下载

QPF4006是一个多功能氮化镓MMIC前端模块,目标为39 GHz相控阵5G基站和终端。该装置结合....
发表于 07-31 11:29 129次 阅读
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TGL2206是一种高功率、宽带MMIC砷化镓VPIN限制器的详细数据手册概述

TrimQuT TGL2206是一种高功率、宽带MMIC砷化镓VPIN限制器,能够保护敏感的接收信道....
发表于 07-30 11:30 74次 阅读
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TGL2203宽带MMIC砷化镓VPIN限制器的详细资料免费下载

TrimQuT TGL2203是宽带MMIC砷化镓VPIN限制器,能够保护敏感接收信道组件免受高功率....
发表于 07-30 11:30 112次 阅读
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TGL2207高功率、宽带MMIC砷化镓VPIN限幅器的详细资料免费下载

TrimQuT TGL2207是一种高功率、宽带MMIC砷化镓VPIN限幅器,能够保护敏感的接收通道....
发表于 07-30 11:30 100次 阅读
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TGA2710高功率放大器的详细资料免费下载

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发表于 07-27 11:30 82次 阅读
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TGL2205高功率、宽带MMIC砷化镓VPIN限幅器的数据手册详细概述

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TGA4036紧凑型中功率放大器的详细资料免费下载

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CGR-0218Z高性能InGaP HBT MMIC放大器的详细资料免费下载

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SGB-2233高性能的SiGe HBT MMIC放大器详细资料免费下载

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SBB3089Z高性能InGaP HBT MMIC放大器

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SGA5263Z高性能MMIC放大器的详细资料免费下载

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SGC2463Z高性能的SiGe HBT MMIC放大器的详细数据手册免费下载

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SGA789Z高性能的SiGe HBT MMIC放大器的详细数据手册免费下载

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发表于 07-26 11:30 105次 阅读
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SGA6589Z高性能的SiGe HBT MMIC放大器详细资料免费下载

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SBW-5089Z单片集成放大器的详细中文资料免费下载

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SGA3563Z高性能MMIC放大器的详细资料免费下载

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CXE-1089Z低噪声放大器的详细资料免费下载

RMMD的CXE-1089Z是一种高性能的75ΩPHEMT MMIC低噪声放大器,利用具有有源偏置的....
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TGA1073A-SCC中功率放大器的详细数据手册免费下载

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GaAs分布式放大器的详细资料概述免费下载

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发表于 07-25 11:30 145次 阅读
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可级联宽带GaAs MMIC放大器NBB-300的详细介绍和应用资料概述

NBB-300可级联宽带InGaP/GaAs MMIC放大器是一种低成本、高性能的通用RF和微波放大....
发表于 07-25 11:30 151次 阅读
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高性能的InGaP HBT MMIC放大器CGA-1518Z的详细资料概述

RFMD的CGA-1518Z是一种高性能的InGaP HBT MMIC放大器。采用InGaP工艺技术....
发表于 07-25 11:30 148次 阅读
高性能的InGaP HBT MMIC放大器CGA-1518Z的详细资料概述

MMIC技术——实现降低5G测试测量成本与复杂性的双重突破

对于负责为5G无线系统量身打造下一代测试设备的测试和测量(T&M)供应商而言,方法十分重要。与早期的3G和4G LTE部署相比...
发表于 07-04 10:20 565次 阅读
MMIC技术——实现降低5G测试测量成本与复杂性的双重突破