Equips de prova
La prova d'integritat del senyal és la mateixa que el càlcul de simulació, ambdues han de ser analitzades tant en el domini del temps com en el domini de freqüència; la prova d'integritat del senyal del connector elèctric en el domini del temps utilitza principalment el reflectòmetre del domini del temps.
(TDR) per provar el canvi de la impedància característica del connector elèctric, el resultat de la prova es mostrarà a la visualització del reflectòmetre del domini temporal (TDR) en forma de corba. L'instrument de prova utilitzat per a l'anàlisi de la integritat del senyal en el domini de freqüència és l'analitzador de xarxa vectorial (VNA). La funció principal de l'analitzador de xarxa vectorial (VNA) és provar els paràmetres S del multi-conductor en el connector elèctric. Amb la millora de l'instrument, part d'ella també pot provar el valor característic de la impedància en el domini del temps. Per tant, en comparació amb el rang de prova d'aquests dos instruments, es troba que l'analitzador de xarxa vectorial (VNA) té una gamma més àmplia d'aplicacions, especialment després d'afegir la prova d'impedància característica, és completament possible utilitzar aquest instrument per completar el connector elèctric proves d'integritat del senyal; per tant, parlem de l'analitzador de xarxa vectorial (VNA) avui per provar els paràmetres relacionats de la integritat del senyal del connector elèctric USB 3.1 Tipus C.
En el procés de proves d'integritat del senyal dels connectors elèctrics, a més de seleccionar els instruments de mesura adequats, el mètode de connexió i l'elecció de cables de connexió també tindran un gran impacte en la mesura del connector. En provar un sistema de connexió de baixa velocitat, se sol seleccionar per connectar directament el sistema sota prova amb l'instrument de mesurament a través d'un filferro i un avantatge de prova per a la prova. Aquests mètodes de connexió es poden veure a tot arreu, com ara el procés de prova d'un multimeter, el mètode de connexió d'un oscil·loscopi, etc. Aquest mètode de prova no tindrà un gran impacte en el resultat en mesurar senyals elèctrics en un sistema de baixa velocitat, però és diferent en l'era d'alta velocitat En un sistema de transmissió d'alta velocitat, com ara la transmissió de senyals en un connector elèctric d'alta velocitat, petits canvis estructurals en la part de contacte tindran un gran impacte en la transmissió de senyals d'alta velocitat , sobretot causant discontinuïtat en la impedància i l'augment de la reflexió. Per tant, l'elecció de la línia de connexió i el mode de connexió té un efecte molt important sobre la integritat del senyal del connector del punt de prova. El mètode de mesura actual utilitza principalment un connector SMA de radiofreqüència dedicat per connectar el connector elèctric USB 3.1 Tipus C i l'analitzador de xarxa vectorial (VNA). SMA és en realitat un connector, el seu nom en anglès és Sub-Miniature-A, també conegut com a connector coaxial de la sèrie SMA RF. El connector coaxial SMA és una mena de detecció de senyals de microones comunament utilitzada dins de 26.5GHz. La seva estructura també es divideix en mascle i femella. L'estructura de la part del connector és principalment la part central de contacte per a la transmissió del senyal, realitzant el blindatge i l'embolcall aïllant i la part de suport i la part de contacte externa que s'adona de la connexió dels caps masculins i femenins. En general, el connector masculí es troba en la línia coaxial, i el connector femella està en l'equip o instrument. Els caps masculins i femenins estan connectats a través d'una estructura rosca, que és més estable.
Calibratge d'instruments
En l'experiment de prova, la precisió de les dades de mesura està directament relacionada amb l'exactitud de l'objecte a provar i la credibilitat del procés de prova. Per tant, per tal de garantir la precisió i fiabilitat dels resultats de la mesura, cal calibrar l'equip de proves abans de la prova experimental per evitar la desviació de mesurament de l'equip en l'ús a llarg termini, i fins i tot grans desviacions, que faran que la prova funcioni. Va portar molta incertesa. Per tant, per garantir l'exactitud, veracitat i validesa de les dades de prova, cal calibrar l'instrument de prova. L'equip de prova que hem triat és un analitzador de xarxa vectorial (VNA), connector SMA, i un aparell de prova dissenyat per nosaltres mateixos. Per tant, l'analitzador de xarxa vectorial (VNA) s'ha de calibrar abans de continuar amb la prova. Atès que el mètode de prova de l'analitzador de xarxa (VNA) es realitza en el domini de freqüència, no es preocupa per l'estructura interna de l'objecte en prova durant la prova, i només ha d'obtenir els paràmetres pertinents dels plans de referència en ambdós costats. No obstant això, en el procés de mesura real, el pla de referència sovint no està a la interfície de l'objecte mesurat, sinó dins de l'analitzador de xarxa vectorial. Hi haurà grans errors en el procés de mesura, per la qual cosa cal calibrar el pla de referència i passar el calibratge. , El pla de referència es mou als dos extrems de l'objecte mesurat per eliminar l'error del sistema; de fet, el procés d'eliminació d'errors és un procés d'operació matemàtica, i el resultat real de la mesura és la característica que no té res a veure amb el vector característic real de l'objecte mesurat Està format per superposició vectorial, de manera que mentre vostè sap el vector característic que no té res a veure amb l'objecte mesurat, és fàcil eliminar aquesta part de l'error , i el resultat després d'eliminar els factors irrellevants és el resultat real de la mesura.
Hi ha dos mètodes d'ús comú per al calibratge de l'analitzador de xarxa vectorial (VNA), el calibratge SOLT i
Calibratge TRL. El nom complet en anglès de SOLT és Short Open Load Transmission, el que significa mètodes de curtcircuit, circuit obert, càrrega i calibratge de transmissió. El nom complet en anglès de TRL és Transmission Reflection Line, que és el mètode de calibratge de línies rectes, de reflexió i de transmissió. Els avantatges i inconvenients específics es mostren a la taula següent:
Comparant les característiques dels dos mètodes de calibratge, en la recerca d'aquesta assignatura, la
Mètode de calibratge TRL amb alt grau de precisió. El mètode de calibratge TRL és relativament senzill per al procés de calibratge de l'analitzador de xarxa vectorial. El procés específic té tres passos: calibratge de connexió directa, calibratge de connexió de reflexió i calibratge de connexió de línia de retard. Aquests tres passos són diferents mètodes de connexió que es calibraran un per un sense diferència. El procés específic de calibratge és el següent:
(1) Calibratge de connexió thru (Thru): De fet, es tracta de connectar directament el port 1 i el port 2 del pla de referència, i després realitzar mesures, com es mostra a la següent figura:
(2) Reflectir el calibratge de la connexió (Reflectir): Es requereix afegir una càrrega amb un gran coeficient de reflexió al mig del pla de referència. La manera més senzilla és desconnectar directament els dos plans de referència, com es mostra a la següent figura:
(3) Calibratge de la connexió de línia de retard (línia): Realitzar la mesura mitjançant la connexió d'una línia de transmissió que coincideixi amb la impedància de l'objecte sota prova entre els dos plans de referència, com es mostra en la següent figura:
Després d'aquests tres passos de calibratge, es pot calcular l'error del quadre d'error mitjà dels dos plans de mesurament, i el resultat real de la prova de l'objecte provat es pot obtenir realitzant operacions matemàtiques amb els resultats de les proves originals.
Disseny de la lluminària de prova
La clau per al disseny de la lluminària de prova és l'elecció de la nova estructura de la línia de transmissió de la placa PCB i l'establiment de la impedància diferencial.
Conjunt. L'estructura de la línia de transmissió de PCB es compon principalment de línia de microstrip, línia de tira i ona guiada coplanar. D'acord amb la descripció d'aquestes característiques estructurals en el capítol 2,
es troba que la línia de tira és molt adequada per al seu ús en la prova d'objectes de recerca d'alta velocitat, independentment de la seva distribució de camp magnètic, control d'impedància o la seva capacitat anti-interferència.
En la investigació de l'assignatura, l'estructura de línia de tira es selecciona com la línia de transmissió en el tauler PCB de la lluminària de prova.
En el passat, per al càlcul de la impedància de la línia de tira, paràmetres bàsics com ara les propietats materials, el gruix i l'amplada de la línia sovint es van portar a la fórmula empírica per al càlcul, però la fórmula empírica no és molt precisa,
i s'ha calculat.
El procés és molt complicat i propens a errors. Des que Polar Company va llançar el programari de càlcul d'impedància clàssic Polar SI9000, el procés de càlcul d'impedància i la molèstia s'han reduït considerablement,
així que aquest programari s'utilitza per calcular el disseny d'impedància de línia de tira. D'acord amb les característiques de transmissió del connector elèctric USB 3.1 Tipus C, la impedància diferencial de la línia de transmissió és de 100Ω, i la impedància d'un sol fi és de 50Ω. Sota aquesta premissa, els diferents valors de paràmetre de la línia de tira s'obtenen a través del programari, tal com es mostra a la taula següent.
En la prova real, només cal connectar els connectors masculins i femenins i connectar-los a l'analitzador de xarxa vectorial a través de SMA.
Anàlisi de dades dels resultats de les proves
Connecteu el connector elèctric USB 3.1 tipus C, la lluminària de prova i l'analitzador de xarxa vectorial tal com es mostra a la figura 5-9 i, a continuació, proveu els paràmetres rellevants del connector elèctric i, després d'analitzar els resultats mesurats, seleccioneu Un parell de parells diferencials s'utilitza per a una anàlisi detallada. La figura 5-11 és la comparació entre la impedància característica TDR mesurada del parell diferencial i els resultats de simulació, Figura 5-12, Figura 5-13, Figura 5-14, Figura 5-15 És un gràfic de comparació de paràmetres S mesurats i paràmetres S simulats.
Segons l'anàlisi comparativa anterior, es troba que els resultats de les proves i els resultats de la simulació no se superposen completament, i sempre hi ha un cert grau d'error.
Els resultats de les proves sempre semblen tenir un pitjor rendiment en comparació amb els resultats de la simulació, però no importa quin resultat del paràmetre es compara, es pot trobar que la tendència corba del resultat de la prova sempre és coherent amb la tendència de la corba de prova del resultat de la simulació, i no hi ha una fluctuació significativa.
Els motius de l'error s'analitzen de la manera següent:
(1) Operació humana inadequada i factors ambientals, els errors causats per aquests factors no es poden eliminar completament, però els errors es poden reduir mitjançant el funcionament estàndard i la selecció d'un entorn de prova adequat.
(2) En el programari de simulació electromagnètica, el model és molt polit i no sembla estar danyat o desossat, però el connector elèctric en la prova real s'obté mitjançant el processament pas a pas i el muntatge.
En el procés de producció, inevitablement hi haurà alguns errors en la mida de la línia de transmissió del connector elèctric, i el Pin no pot ser absolutament suau. Durant el procés de muntatge, pot existir desgast i ratllades en cada part.
Aquests problemes aparentment menors es reflectiran en el procés de transmissió de senyals d'alta velocitat.
(3) De la mateixa manera, el problema dels materials de connexió elèctrica també té un cert impacte. En el programari de simulació, els materials de cada part de l'estructura del connector de punts són necessaris per ser uniformes, i les propietats dels materials també es defineixen com a constants, però en proves reals El connector elèctric seleccionat no pot aconseguir una distribució completament uniforme dels materials, ni les propietats del material poden romandre sense canvis durant la prova.
Aquests canvis també provocaran errors en els resultats de la prova.
Fins i tot aquests petits errors no afectaran la credibilitat de la simulació de verificació i la viabilitat de l'optimització del connector elèctric. Per tant, basant-se en l'anàlisi dels resultats, els resultats de simulació del programari de simulació electromagnètica HFSS utilitzat en aquest tema són certs i fiables en el disseny de connectors elèctrics d'alta velocitat, i l'optimització d'aquest connector elèctric ha de complir els requisits de la seva velocitat de transmissió de disseny.
benvinguts a visitar la nostra pàgina web:www.kabasi-connector.com
o es potContacteamb nosaltres directament.
