基于網(wǎng)絡(luò)分析儀測量近端和遠(yuǎn)端串?dāng)_

力科的信號完整性網(wǎng)絡(luò)分析儀SPARQ可快速定位連接器,背板和電纜的串?dāng)_，可使用單端或差分端口分配來測量近端串?dāng)_(NEXT，next-end crosstalk)或遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT, far-end cross talk)。SI工程師可使用8端口或12端口的SPARQ(型號是SPARQ-3008E和SPARQ-3012E)來測量多個差分對通道之間的近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_。 SPARQ因其巨大的價格優(yōu)勢和易用性，比VNA更普羅眾生，已成為信號完整性領(lǐng)域測量S參數(shù)和串?dāng)_模型的首選工具。

串?dāng)_的挑戰(zhàn)

21 世紀(jì)已經(jīng)見證了云計算、音視頻流媒體的市場爆炸式增長，消費(fèi)者期望瞬時獲得以太網(wǎng)上提供的各種東西。 為了滿足這個需求，信號的比特率在持續(xù)提高，相應(yīng)地帶來了信號完整性問題包括串?dāng)_問題越來越普遍。串?dāng)_是干擾源通過邊緣場效應(yīng)耦合到被干擾對象的線路上的 噪聲或干擾。邊緣場耦合臨近傳輸線的信號和回流路徑。 SI工程師正面臨的挑戰(zhàn)是：他們必須應(yīng)對不斷增長的高通道密度的需求，這種需求對封裝、線徑、過孔和連接器的設(shè)計都帶來了挑戰(zhàn)，而且要能預(yù)測更高密度帶來 的串?dāng)_是否會超過設(shè)計上對噪聲可以接受的裕量，要知道極限在哪里。此外，SI工程師利用SPICE或其它工具仿真串?dāng)_首先要對系統(tǒng)進(jìn)行建模，需要通過測量 真實的DUT的S參數(shù)來驗證模型的準(zhǔn)確性。

SPARQ的基本操作

力科的信號完整性網(wǎng)絡(luò)分析儀SPARQ非常易于配置和操作以 快速測量出NEXT和FEXT。 SPARQ使用內(nèi)部的OSLT校準(zhǔn)套件實現(xiàn)自動的校準(zhǔn)，免于手工反復(fù)的的“連接和斷開連接”外部的校準(zhǔn)件或“ecal”校準(zhǔn)模塊。用戶只要將SPARQ連 接到被測物，配置一些基本設(shè)置如截止頻率，測量的點(diǎn)數(shù)和端口數(shù)然后點(diǎn)擊“Go”就可以完成操作，幾乎不需要任何使用經(jīng)驗。 SPARQ將從所有DUT端口上按順序采集TDR和TDT波形，在計算DUT的S參數(shù)時將利用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)對內(nèi)部的開關(guān)矩陣和外部的電纜、夾具效果進(jìn)行去嵌。 具體關(guān)于SPARQ的工作原理請參考應(yīng)用文章SPARQ S-parameter MeasuremenTMethodology。在測量運(yùn)算完成后將顯示出S參數(shù)結(jié)果。 注意，SPARQ將測量出完整的S參數(shù)矩陣(VNA用戶將它稱為“full crossbar”配置)

配置SPARQ測量差分的NEXT和FEXT

SPARQ 按單端方式來實現(xiàn)測量，先給一個端口輸入TDR脈沖作為激勵，同時測量出另外相應(yīng)端口感應(yīng)到的反射信號，和典型的VNA的方法一樣(所有的端口都要被“掃 描”到，比如對于8端口測量就需要8*7=56個排列組合的連接方式來測量出相應(yīng)的TDR和TDT)。單端S參數(shù)可轉(zhuǎn)換為混合模式S參數(shù)結(jié)果，包括差分到 差分、共模到共模以及模式轉(zhuǎn)換的S參數(shù)。單端S參數(shù)基于SPARQ端口配置的設(shè)置菜單來確定是否轉(zhuǎn)換為混合模式S參數(shù)。SPARQ的端口可以靈活配置，功 能很強(qiáng)大,而且可以在測量之后重新配置來做后續(xù)分析。圖2表示的配置用于圖3的網(wǎng)絡(luò)連接圖。

SPARQ 用戶能夠同時在時域和頻域觀察NEXT和FEXT。圖4 表示SPARQ配置為顯示了在頻域和時域上的差分到差分和共模到共模的NEXT和FEXT串?dāng)_。右邊四個波形是NEXT和FEXT串?dāng)_的S參數(shù)。左邊四個 波形是時域的結(jié)果，為得到這些結(jié)果，S 參數(shù)通過反向FFT(iFFT)轉(zhuǎn)換為時域然后再和用戶設(shè)定的上升時間的階躍信號進(jìn)行卷積運(yùn)算。結(jié)果中的時域波形容易理解，上面兩個時域波形表示了微波傳 輸帶結(jié)構(gòu)中的NEXT和FEXT串?dāng)_的典型特征。下面兩個是共模信號的NEXT和FEXT，顯示出阻抗不匹配帶來的相反方向的串?dāng)_反射。

這個測量使用的被測物是SPARQ DEMO板，包括了2組耦合的差分對，每組差分對緊密結(jié)合在一起,通過線徑厚度和空間距離的變化產(chǎn)生近似100ohm的差分阻抗，如圖5所示。