矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀E5071C的TDR測(cè)量性能介紹

　　摘要：矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀器是一種電磁波能量的測(cè)試設(shè)備。它既能測(cè)量單端口網(wǎng)絡(luò)或兩端口網(wǎng)絡(luò)的各種參數(shù)幅值，又能測(cè)相位，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀能用史密斯圓圖顯示測(cè)試數(shù)據(jù)。zui近幾年隨著多Gbps傳輸?shù)钠占?，?shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)的比特率也在迅速提升。隨著比特率的提高，盡管無(wú)法避免上述問(wèn)題，但是使用高精度的測(cè)量?jī)x器可以對(duì)此類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)和表征。本文講的是使用儀器處理這些問(wèn)題時(shí)必須要遵守的測(cè)量要求。
　　
　　zui近幾年隨著多Gbps傳輸?shù)钠占?，?shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)的比特率也在迅速提升。例如，USB3.0的比特率達(dá)到5Gbps。比特率的提高使得在傳統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)中不曾見(jiàn)過(guò)的問(wèn)題顯現(xiàn)了出來(lái)。諸如反射和損耗的問(wèn)題會(huì)造成數(shù)字信號(hào)失真，導(dǎo)致出現(xiàn)誤碼。另外由于保證器件正確工作的可接受時(shí)間裕量不斷減少，信號(hào)路徑上的時(shí)序偏差問(wèn)題變得非常重要。雜散電容所產(chǎn)生的輻射電磁波和耦合會(huì)導(dǎo)致串?dāng)_，使器件工作出現(xiàn)錯(cuò)誤。隨著電路越來(lái)越小、越來(lái)越緊密，這一問(wèn)題也就越來(lái)越明顯。更糟糕的是，電源電壓的降低將會(huì)導(dǎo)致信噪比降低，使器件的工作更容易受到噪聲的影響。盡管這些問(wèn)題增加了數(shù)字電路設(shè)計(jì)的難度，但是設(shè)計(jì)人員在縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間上受到的壓力絲毫沒(méi)有減輕。
　　
　　隨著比特率的提高，盡管無(wú)法避免上述問(wèn)題，但是使用高精度的測(cè)量?jī)x器可以對(duì)此類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)和表征。以下是使用儀器處理這些問(wèn)題時(shí)必須要遵守的測(cè)量要求:
　　
　　a.在更寬的頻率范圍都要有很大的測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍
　　
　　實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍的一種方法是降低噪聲。如果儀器噪聲達(dá)到zui低水平，就可以把很小的信號(hào)（例如串?dāng)_信號(hào)）測(cè)量出來(lái)。地測(cè)量高頻元器件也很關(guān)鍵，因?yàn)樗鼈兪菍?dǎo)致信號(hào)完整性問(wèn)題的zui常見(jiàn)原因。
　　
　　b.激勵(lì)信號(hào)要能地同步起來(lái)
　　
　　在測(cè)量多條微帶線之間信號(hào)的時(shí)序偏差時(shí)，同步的激勵(lì)信號(hào)更能保證的測(cè)量結(jié)果。
　　
　　c.快速進(jìn)行測(cè)量并刷新儀表屏幕上顯示的測(cè)量結(jié)果能夠快速進(jìn)行測(cè)量并刷新所顯示的測(cè)量結(jié)果可以使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率更高并提高生產(chǎn)吞吐量。
　　
　　傳統(tǒng)上，基于采樣示波器的時(shí)域反射計(jì)（TDR）一直用于電纜和印刷電路板的測(cè)試。由于這種示波器的噪聲相對(duì)較大，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)范圍和快速測(cè)量具有一定難度，雖然通過(guò)取平均法可以降低噪聲，但是這會(huì)影響測(cè)量速度。示波器上用于測(cè)量時(shí)序偏差的多個(gè)信號(hào)源之間的抖動(dòng)，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。此外，給TDR示波器設(shè)計(jì)靜電放電（ESD）保護(hù)電路非常困難，因此TDR示波器容易被ESD損壞。
　　
　　這些問(wèn)題只憑TDR示波器基本上很難解決，只有通過(guò)E5071C-TDR—基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）的TDR解決方案才能解決。