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矢量網絡分析儀關于 PCB 阻抗測試實例分享

閱讀:17      發布時間:2025-5-12
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矢量網絡分析儀關于 PCB 阻抗測試實例分享



PCB 阻抗測試是確保電子設備信號完整性和系統穩定性的關鍵步驟,其主要目的是評估 PCB 上的信號傳輸特性,確保信號在傳輸過程中不會因阻抗不匹配而導致信號衰減、反射或受到干擾。

測試方法包括:時域反射法、駐波比測試法、飛針測試法等,選擇合適的測試方法取決于具體的測試需求、精度要求以及成本預算。隨著技術的不斷進步,更高效、準確的測試手段將持續發展,為 PCB 設計與制造提供更強有力的支持。本期分享的是時域反射法。


測試場景圖

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圖 1 現場測試場景圖


被測材料實物圖


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圖 2 PCB 阻抗條實物圖


測試原理


當信號傳輸路徑中發生阻抗變化時,一部分信號會被反射,另一部分信號會繼續沿傳輸路徑傳輸。通過測反射波的電壓幅度,從而計算出阻抗的變化;同時,只要測量出反射點到信號輸出點的時間值,就可以計算出傳輸路徑中阻抗點的位置。

PCB 上的微帶線或帶狀線的阻抗主要由其物理尺寸(如線寬、線間距、介質厚度、介電常數等)決定。通過電磁場理論和傳輸線理論,可以計算出理論上的特征阻抗值。常用的計算公式包括微帶線和帶狀線的阻抗公式,這些公式考慮了導體尺寸、絕緣材料的介電常數以及導體與參考平面的距離等因素。

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圖 3 阻抗測試原理


測試內容


1.準備測試設備和工具,包括矢量網絡分析儀、測試探頭、固定裝置和測試夾具。

2.安裝測試探頭到待測部分,連接測試設備,設置測試參數。

3.開始測試,觀察測試儀的顯示屏并記錄結果。


經過測試,數據結果如下所示。

友商阻抗測試儀搭配第三方軟件,使用差分探頭進行測試,測試結果如下:


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圖4.1 友商測試結果圖


創遠T6+阻抗測試儀,打開TDR功能,使用差分探頭進行測試,測試結果如下所示。


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圖4.2 創遠測試結果圖


需要重點關注的是阻抗測試曲線區間內的平均值。

友商的網分阻抗測試儀結果數值為阻抗線 30% 至 70%之間的阻抗平均值;T6+阻抗測試儀結果數值取了某段阻抗測試線的阻抗平均值。

此次數據對比,共測試了15組差分阻抗線,重點對比網分間的測試差異。


測試數據一覽表:

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經過測試,創遠與友商阻抗測試儀的差分阻抗值差異小于2 ohm,均符合產品規格書的標稱值。

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