EIA-364-90 串音测试中文版

EIA-364-90 串音 (Crosstalk) 测试
1.简介
1.1范围这个测试程序应用于连接系统,比如像电子连接器,插座,和缆线组件整合.
1.2目的这个标准描述了如何量测在连接系统整合中驱动线路和承受线路电磁耦合的量.
时域(方法A)和频域(方法B)的量测方法,单动和差动的传输,还有插入式和参考治具测量法都将会叙述.
1.3定义
1.3.1 驱动讯号对于时域的测量来说,驱动讯号为一步阶波形;对于频域的测量,驱动讯号为
一弦波波形.
1.3.2 串音比串音比的定义为耦合到承受线路导体或导体对的讯号量比上在驱动线路导体
或导体对上的讯号量.不管是耦合或驱动的讯号必须用相同的单位,比如说电压或电流,而串音比必须用百分比或 dB来表示.
1.3.3 近端串音比(Near End Crosstalk Ratio – NEXT)串音比是由承受线路在接近驱动线路的
发送端而量得,这个串音比是由近端的承受线路讯号量比上近端的驱动线路讯号量.
1.3.4 远程串音比(Far End Crosstalk Ratio – FEXT)串音比是由承受线路在接近驱动线路的
接收端而量得,这个串音比是由远程的承受线路讯号量比上近端的驱动线路讯号量.
1.3.5 量测系统爬升时间量测系统爬升时间为包含治具,经过滤波效应(filtering),但不包含待
测物,所测得的爬升时间.爬升时间通常是量测从 10%到90%的位准所需花费的时间.
1.3.6 待测环境阻抗
阻抗是由治具上的传导讯号导体所呈现.阻抗是由传输线,终端电阻,接收端,讯号来源和治具寄生效应的结果.
1.3.7 步阶振幅如图一所示,步阶振幅是从 0% 到 100% ,忽略 overshoot 和 undershoot, 的电压差值.
1.3.8 隔离标准板(Isolation Standard)隔离标准板为一没有待测物,但与测试治具有相同
的串音特性的参考治具,这个治具可以为或可以不为测试板的一部份.
1.3.9 终端连接在传输线末端的阻抗,通常是为了减小在传输在线的反射能量.
2.测试资源
2.1设备
2.1.1 方法 A,时域
2.1.1.1步阶讯号产生器连接于驱动线路,而承受线路则连接于示波器.如果是差动讯号的应用,
则步阶讯号产生器和示波器都必须要有处理差动讯号的能力,这表示输出端要能调整振幅和 skew的差异,而输入端要能显示两个输入讯号的差跟和,为了能更改不同的爬升时间,仪器要提供滤波(filtering)或归一化(normalization)的功能.在这种情况下,时域反射仪(TDR)通常会被采用.
2.1.1.2 探针当探针被采用的时候,必须要有合适的爬升时间表现和负载电路特性.
2.1.2 方法B,频域网络分析仪(Network Analyzer)是较为偏好的,当需要较大的动态范围
(dynamic range)时,讯号产生器和频谱分析仪的组合也可为替代的方案.一个八端口的网络分析仪或baluns可用来做差动讯号的测量.
2.2治具除非在参考文件中有其他特别规定,否则待测物环境阻抗必须要匹配测试设备的
阻抗.通常单动 (single-ended) 量测要求 50奥姆的阻抗而差动(differential) 量测要求 100奥姆.
2.2.1 待测物导体配置对于每一个测量,驱动线路和承受线路必须如参考文件所示而
摆置,如果可能的话,邻近于待测线路的线路必须做终端(terminated)的动作.除非有其他特别的规定,否则采用 1:1的讯号对接地的比例(如果是做差动讯号的测量,则采用一对差动讯号线路对应一个接地线路),所有的线路都对应到相同的接地面,如图二所示.治具必须设计成所有的线路有相同的时间延迟.
注意–当驱动讯号为差动的模式且非均衡时,则共模(common mode)讯号的能量必须被终端(terminated)
图二
2.2.2 终端驱动线路的远程和承受线路的两边末端都必须用待测环境阻抗做终端,所采用的方法可以参考图三或图四,如果待测环境阻抗和测量设备的阻抗不匹配的话,可使用匹配电路(matching network),在整个的频率量测范围内必须注意到尽量减小电阻性终端的电抗效应.
注意–治具的几何形状和材质会影响到测量肇因于治具的寄生效应,所以通常以产品的用途来规划最有意义的治具形态.
图三单动模式测量的阻抗终端
图四差动模式测量的阻抗终端
2.2.3 串音从待测物所量得的串音中分离出治具的串音是困难的,所以参考文件必须规范治具以使治具所产生的串音量减到最小.
注意–因为测试板的脚位布局或缆线组件整合的终端技术会严重地影响到串音量,所以建议治具应包含隔离标准板(Isolation Standard)
2.2.4 插入式技术治具(Insertion Technique Fixture)这种治具必须设计成不管有没有加入待测物都可以做串音的测量,如图五所示,如果为了双动测量(balanced measurement)而使用baluns,或为了阻抗匹配而使用最小损耗垫(minimum loss pads),如图三和图四所示,这些都包含在治具
2.2.5 参考治具技术(Reference Fixture Technique)使用这种技术一个个别包含有近端和远程的治具将会被用来做治具串音的测量,这个治具,除了没有待测物外,将是待测物治具的复制品;如果有电路线路的话,必须包含治具的连接器,贯孔,弯折(bends),和转角(corners);如果为了双动测量(balanced measurement)而使用baluns,或为了阻抗匹配而使用最小损耗垫(minimum loss pads),如图三和图四所示,这些都包含在治具之中.
之中.
3.待测物
3.1叙述这项测试的待测物必须有一条以上的讯号线,而且必须为下列对象之一:
一.1.1可分离的连接器接合一起的连接器配对.
一.1.2缆线整合组件附有连接器或接合在一起的连接器配对的缆线.
一.1.3插座插座和测试组件,或插座和可插入的转接头.
一. 4.测试步骤
一.驱动线路的远程和承受线路的两端都必须用待测环境阻抗做终端,终端的方法可用图三
和图四的其中一种.
一.4.1方法A,时域
一.4.1.1一般性原则
一.4.1.1.1待测物必须放置距离会影响测量结果之对象至少 5cm 远之处.
一.4.1.1.2 参考测量和治具串音
一.4.1.1.2.1量测并纪录从10%到90%位准的量测系统爬升时间,除非参考文件有其他任何
的规范.
一.4.1.1.2.2治具的串音会添加在待测物的串音中,如果有使用最小损耗垫,那么最小损耗垫
也包含在治具之中;如果参考文件明确地描述治具,那么治具所贡献的串音量即为已知值,则治具串音的测量就是非必须的;这些结果是量测量对时间的关系图,用以下的其中一种
技术来量测量测系统爬升时间,驱动线路振幅,和治具串音量.
一.4.1.2插入式测量法
一.4.1.2.1在不加入待测物的情况下,把治具的近端和远程连接起来,将示波器和脉冲讯号产
生器连接在驱动线路治具的适当位置;对多个同步驱动讯号线路,匹配它们的振幅,并且减小它们之间的 skew;对双动讯号的测量,减小这对线路的skew,量测并报告 skew的值.
一.4.1.2.2如果同步要被驱动的线路数目超过了设备的容许值,或者频道间 skew的排除是一
件令人担心的事,那么一次驱动一条线路且串音量以迭加(superposition)的方式纪录下来.
一.4.1.2.3量测驱动讯号在通过治具时的步阶爬升时间和振幅(如果有要求,这个动作可以使
用加上待测物的治具来完成),调整滤波功能使得量测爬升时间符合要求的值,或如表一的值.
表一
4.1.2.4依照参考文件将示波器连接于承受线路,测量将待测物移除的治具串音量,将治具
串音振幅除以步阶讯号振幅以求得治具串音比并将其表示成百分比的形式,除非有其他
的规范,否则将峰值和符号给纪录下来.
4.1.3 参考治具测量法
4.1.3.1将示波器和脉冲产生器连接在驱动线路的适当位置;对于双动讯号的测量,讯号源
必须使正向和负向的步阶讯号振幅一致,且将其 skew移除;对于多个同步驱动讯号线路,
使其振幅一致且移除 skew.
4.1.3.2如果同步要被驱动的线路数目超过了设备的容许值,或者频道间 skew的排除是一件令人担心的事,那么一次驱动一条线路且串音量以迭加(superposition)的方式纪录下来.
4.1.3.3量测驱动讯号在通过参考治具时的步阶爬升时间和振幅(如果对远程串音有要求,
这个动作可以使用加上待测物的治具来完成),调整滤波功能使得量测爬升时间符合要求的值,或如表一的值.
4.1.3.4如参考文件所示,将示波器连接在参考治具的承受线路上,量测承受线路接收到的
最大振幅,把这个值减去在驱动讯号产生前承受线路上的讯号振幅以便
获得承受线路的串音量(包含符号),将承受线路的串音量除以步阶讯号的振幅以计算治
具串音比,并将其表示成百分比的形式.
4.1.4 待测物串音测量
4.1.4.1在治具上加入待测物.
4.1.4.2将示波器连接在承受线路被要求的位置,而同样的,把步阶讯号产生器连接在驱动
讯号线路被要求的位置;对于双动讯号的测量,讯号源必须使正向和负向的步阶讯号振幅一致,且将其 skew移除;对于多个同步驱动讯号线路,使其振幅一致且移除 skew.
4.1.4.3如果同步要被驱动的线路数目超过了设备的容许值,或者频道间 skew的排除是一件令人担心的事,那么一次驱动一条线路且串音量以迭加(superposition)的方式纪录下来.
4.1.4.4量测承受线路接收到的最大振幅,把这个值减去在驱动讯号产生前承受线路上的
讯号振幅以便获得承受线路的串音量(包含符号),将待测物-与-治具的承受线路的串音量除以步阶讯号的振幅以计算待测物-与-治具的串音比,并将其表示成百分比的形式.
注意-当治具的串音量接近于待测物-与-治具的串音量时,对于结果的解释就要小心了,从这项测试减去治具串音并不是正确的做法.。