DB44∕T 1903-2016 线路板特性阻抗测试方法 时域反射法(广东省).pdf
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1、ICS 31. 180 L 30 备案号52764-2017DB44 广东省地方标准DB44月1903-2016线路板特性阻抗测试方法时域反射法Test method for characteristic impedance of lines on printed circuit boards by time domain reflectometry 2016-09-29发布2016-12-29实施广东省质量技术监督局发布1 0844/T 1903-2016 目次前言. .ml范围2规范性引用文件.3术语定义与缩略语4测量系统5测量仪然及附件. . .2 6测试环境要求.3 7测量步骤.,.
2、. .4 附录A(资料性附录)常用探头类型及使用注意事项.8附录B资料性附录测量区域的选定. . . .10 附录c(资料性附录)路板特性阻抗校准及测试方法介绍.12 参考文献.142 D844/T 1903-2016 目IJ1=1 本标准按照GB!T1. 1-2009给出的规则起草。请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准自广东省质量技术监督局提出。本标准由广东省印制电路标准化技术委员会CGD!TC38)归口。本标准起草单位广东正业科技股份有限公司、广州市标准化研究院。本标准主要起草人梅领亮、蔡林、盛用林、曹勇、陈志勇。本标准为首次发布。皿3 DB
3、44/T 1903-2016 线路板特性阻抗测试方法时域反射法1 范围古印阻称性简AL特(量d板测他路及传电以板制搅制印环印了试于定测用规、适准件准标附标本及本备设2 规范性引用文件3 术i吾定义3. 1 术语和3. 1. 1 3. 1.2 时域反射法3. 1. 3 时基精度timebase accuracy 测量设备内部来样时钟的精度.3. 2 缩略语下列缩略语适用于本文件.SMA:一种典型的微波高频连接器(SmallA Type) 4 测量系统4 5 D844月1903-20164. 1 测量系统构成测量系统包括仪器、电缆、探头、校准件,如图l所示.4. 2 测量系统要求4.2. 1 测量
4、精度 O . 图1TDR测量系统构成测量系统的精度应满足特性阻抗值所要求的精度。为保证系统的测量精度,阶跃脉冲幅度误差应小于l弛。4.2.2 测量范围特性阻抗范围应为20Q -200 Q. 4. 2. 3 系统信号上升时间TDR系统阶跃信号上升时间应不大于200ps。系统上升时间与被测件最小长度的关系如表1.表1系统上升时间与被测件最小长度的关系系统上升时间(ps)被测件最小长度nm)10 4 20 B 30 12 100 40 200 80 500 200 5 测量仪器及附件5. 1 测量仪器要求2 OB44/T 1903-2016 5.1.1 TOR单元输出阻抗输出F且抗为50Q士0.5Q
5、 。5. 1. 2 时基精度时基精度应低于系统上升时间的1/4.5. 2 附件要求5.2. 1 连接器推荐使用SMA、3.5 rnrn或者2.92阻的连接器作为系统测试端口的连接器,其带宽应匹配设备带宽。连接器应用力矩扳手拉紧至厂商规定值或表2所示力矩值。5. 2. 2 电缆连接精英型SMA 3.5阳,2.92 mm 表2连接器力矩值力矩值(N.m) 0.56 0.90 测试电缆应为同轴电缆组件,其特性阻抗为50Q 土1Q 。电缆的带宽应不小子设备带宽的1.5倍,长度建议为1rn. 5. 2. 3 探头5.2.3. 1常用探头类型及使用注意事项参照附录A,应满足以下要求:a) 单端探头阻抗应为
6、50Q土1Q;差分探头阻抗应为100Q士2Q; b) 单端探头应包括2个探针,分别连接到信号线、地线;差分探头应包括2个信号探针,1个或2个参考平面探针,c) 手持探头的手柄外形应符合人员操作方便性.5.2.3.2探针应性能稳定,建议镀金,并满足以下主要求:a) ( p - t)注o.2 mrn,其中p为探针针头直径, t为测试点孔直径或等效圆形直径:b) 针头角度2月Oc) 探针行程;?:1mm d) 探针压实弹力主0.03N,一般i在取0.035N. 5.2.4 静电保护装置应采用静电保护装置。非测试状态下,应切换至静电保护状态.测试前,被测样品应消除静电.5.2.5 校准件校准件应采用相
7、同技术规范的空气线、半刚性电缆、柔韧的同轴电缆或其他组件组合,校准件的阻抗在校m周期内应保持不变。校准件的阻抗应与被测件的特性阻抗接近。6 测试环境要求3 6 0844/T 1903-2016 测试环境要求如下:a) 环境温度20C25 C; b) 相对湿度451665艳.c) 接地电阻:0.3Q; d) 舔采取防静电隔离措施,设备需接地.e) 避免高频强电磁场信号干扰,7 测量步骤7. 1 开机预热按设备规范要求对设备进行预热,一般预热时间为15min30 min.以确保设备不产生幅度和时间漂移。7. 2 开机校;佳7.2. 1电缆校;佳如囱2所示,连接仪器及附件,采用50Q测试系统,按不同
8、品牌仪器的说明书对电缆进行校准,获取电缆阻抗值并进行补偿,以消除电缆对测盘系统将度的影响。补偿后电缆对测量系统精度的影响m:I!Y不大子。.5Q 。TDR世备_J 图2电缆校准7. 2. 2设备校准如图3所示连接仪器及附件,采用50Q和75Q校准件分别对设备做校准,校准过程中误差要求如下.单线50Q误差小于O.2%;单线75Q误差小于O.5%;差分100Q误差小于0.2%。校准参见附录C.EB 二($11t,。t,50就75Q3!气蜂图3设备校;佳7. 2. 3精度验证针对不同阻抗的被测件,用相应的校准件,做系统验证,确保测量精度符合要求。4 7 D844/T 1903-2016 7.2.4探
9、头清零如图4所示,取掉空气线,单端线路测量时,将单端探头连接在电缆上,差分线路测量时,将差分探头连接在电缆上,不连接被测件,对探头进行消零。-白白白-、畸7.3 l式样要求7. 5 测量范围选取7.5. 1起点设置, TDR设备探头10 Q/格,Y轴系统预热后在测量系统软件中建立测试任务,按7.2.4进行探头请零,在软件界面中将起点光标设定在如图6所示探头末端对应的软件波形起点.5 8 OB44月1903一20161.,睛咛闹自嗣阳L牛-.J. ,赏?山+ 一叶:,属院寸111部曲t A . 。. . . , . . . , . 起点光标设置图67.5.2终点设置.,/ frI ./1宠篝/1
10、11 110筒,肘取庸-L-IHO 11 70 IJ ,要寸捕。.咱唁一哥叫搞I.OtJ幅量。41i 刷刷ha。imss:;现 l . 一-130 111 lto 570 按图5所示,搭建好测量系统,将终点光标设定在如图7所示被视件对应软件被形末端。.。 mw . . 终点光标设置图77.5.3测量区域选择建议草草择50%(起点光标位置)-70% (终点光标位置区域做为数据分析及处理区域(即测量区域).如囱8所示。测量区域的选定原则及参数参照附录B.斗 y :11.守14.-,. ./I每 ,. . l70 triJ . 测量区域选揉,. . . 图8, . . . 6 3 DB44/ T 1
11、903-2016 7. 6 测试7.6. 1放置探头按图9所示将探头探针的信号端与接地端分别与被测件传输线测试点的信号端和接地端一一对应并直接接触,并保持探头与被视l件所在面垂直。垂直向下均匀用力压探头,使探针行程压缩不小于1/20咆幢幢 .11 图9放置探头7.6.2波形观察开启单次或连续测量模式,测试过程中,探头不可晃动,被测传输线不可与其它物体或人员接触,等待波形稳定后停止测试。7. 7 结果读取读取软件测量区域中平均值,如图B所示,用于评估样板的阻抗水平。也可根据特殊要求,读取测量区域中最大值、最小值。7 10 DB44/T 1903-2016 附录A(资料性附录常用探头类型及使用注意
12、事项A. 1 概述目前常用的探头类型有手持式、表贴适配旅和显微探头。选择探头时,需主要考虑准确性、大批盘测试以及完成测量的工作量.使用的不同类型的探头,会对现量的准确性、相关性和重复性产生重要影响.A. 2 手持式探头A. 2. 1 手持式探头是最常用的探头,一般包括用线路扳材料制作的微带线探头和用商频同轴线制作的同轴探头.A. 2. 2 微带线探头的优点是成本低、使用方便快速、可制作成不同阻抗的匹配探头.缺点足带宽较低(一般为1GHz左右)、不能满足较高要求的测试场合,同时不同批次的特性阻抗性值差别很大,受外部条件变化较大,较难控制到土2%.如果使用的撩头不够好或焊接工艺不佳会产生明R反射严
13、重降低带宽及测试波形质量.A.2.3 I司轴探头的带宽可以达到6GHz甚至18GHz,且特性阻抗性值稳定,适用于较商精度、大批锺测试场合。A.2.4 手持式探头常见的问题是探头接地不合理会导致测盘错误,因此为了尽可能减小接地环路电感,使阻抗不连续降为最小,应该选用正确的接地针,尽量减少接地路径的长度e如果将接地环路电感降为最小,贝IJ当脉J叶入射刽待测负载时,可以降低波形的初始峰值,就可以缩短稳定时间,平滑响应曲线,并减小探头损挺,见阁A.1、图A.2. .号图A.1 接地针对接地路径的影响8 A. 3 表贴适示出较高的很高的情形,A.4 阻抗是50Q, 用于测量射频显微镜。 a 110 惆甜
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