使用高頻探針和網(wǎng)絡(luò)分析儀來測量PCB焊盤阻抗變化的方法

焊盤阻抗匹配

高頻電路設(shè)計(jì)中，阻抗匹配是一個(gè)非常重要的問題。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要測量 PCB 焊盤的阻抗變化，以便更好地進(jìn)行匹配。本文將介紹使用高頻探針和網(wǎng)絡(luò)分析儀來測量 PCB 焊盤三個(gè)位置的阻抗變化的方法。

網(wǎng)絡(luò)分析儀簡介

網(wǎng)絡(luò)分析儀（Network Analyzer）是一種能夠測量電路參數(shù)的測試儀器，可用于測量 S 參數(shù)（散射參數(shù)），例如 S11、S21、S12 和 S22 等。它是一種精密的儀器，能夠精確地測量電路的阻抗、傳輸線的特性阻抗、S參數(shù)等參數(shù)。

測量步驟

2.1 準(zhǔn)備工作

首先，需要準(zhǔn)備好所需的設(shè)備：網(wǎng)絡(luò)分析儀、高頻探針和待測的 PCB 。

2.2 連接設(shè)備

將網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試端口與高頻探針相連，并將高頻探針連接到待測的 PCB 焊盤上。

2.3 設(shè)置網(wǎng)絡(luò)分析儀參數(shù)

打開網(wǎng)絡(luò)分析儀，進(jìn)入測試界面。在"參數(shù)設(shè)置"中，選擇測試頻率范圍、功率和端口，確保與測試需要相符。

注意事項(xiàng)

在進(jìn)行測量時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)

01

網(wǎng)絡(luò)分析儀需要校準(zhǔn)，以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

高頻探針需要選擇合適的頻率和pitch，以確保測量結(jié)果的精度。

02

在連接高頻探針和 PCB 焊盤時(shí)，需要調(diào)平探針，使其保持水平，點(diǎn)測焊盤時(shí)觀察探針“跳針”與網(wǎng)絡(luò)分析儀曲線的變化，接觸后保持穩(wěn)定，避免出現(xiàn)誤操作。

03

測量過程中需要注意保持測試環(huán)境的穩(wěn)定，避免外界干擾對(duì)測試結(jié)果的影響。

焊盤各個(gè)位置探針實(shí)測

下面我們將分別測試待測焊盤的上方、中心以及下方位置來觀看一下阻抗的變化，并做出結(jié)論。

待測物（迪賽康-PCIE5.0高速夾具）

測試結(jié)果如下圖所示

焊盤上方位置測試結(jié)果

測試環(huán)境

注：探針接觸焊盤最上方時(shí)stub最長，導(dǎo)致測試阻抗結(jié)果偏低。阻抗：67.8歐左右

焊盤中心位置測試結(jié)果

注：探針接觸焊盤中心時(shí)stub長度適中，并且是連接器對(duì)接區(qū)域（一般連接器對(duì)接都是以焊盤中心為基準(zhǔn)）阻抗測試準(zhǔn)確、無誤差。阻抗：86.3歐左右

焊盤下方位置測試結(jié)果

注：探針接觸焊盤下方時(shí)無stub，測試阻抗偏高。阻抗：101.8歐左右

結(jié)果對(duì)比

綜上所述，高頻探針點(diǎn)測PCIE5.0高速夾具焊盤的各個(gè)位置的阻抗變化，我們可以看到在不同的位置測試結(jié)果有所不同，綠色曲線為最佳高頻探針測試點(diǎn)位（原因：焊盤中心是絕大部分實(shí)際使用過程中與器件對(duì)接的點(diǎn)位，也是測試目標(biāo)值）。但也有些特殊情況，比如對(duì)接點(diǎn)位設(shè)計(jì)時(shí)就是焊盤的上方或者下方，那樣就需要根據(jù)實(shí)際的情況去進(jìn)行一個(gè)點(diǎn)測。

總結(jié)：

在使用探針測試時(shí)，要得到產(chǎn)品本身最真實(shí)準(zhǔn)確的性能，探針應(yīng)該接觸焊盤實(shí)際使用時(shí)的位置；如果需要得到產(chǎn)品阻抗最匹配時(shí)的性能，需要用探針接觸焊盤的不同位置，同時(shí)觀察阻抗曲線，找到阻抗最匹配的位置進(jìn)行測試。

高頻探針

（差分可調(diào)探針、GSSG探針、GSG探針）

測試內(nèi)容：駐波比、回波損耗、插入損耗、特性阻抗、串?dāng)_、相位、延時(shí)、差分參數(shù)、共模參數(shù)、共模抑制比、帶外抑制、CMRR 等。

測試產(chǎn)品：半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)品、光電行業(yè)產(chǎn)品、集成電路、各類PCB板卡以及封裝等。

手持探頭

（差分/單端可調(diào)探頭、差分手持探頭、單端手持探頭）

手持TDR探頭，主要用于阻抗測試，結(jié)構(gòu)符合人體手掌持握，使用便捷，所測即所得！

審核編輯：劉清