为了提高传输速率和传输距离，计算机行业和通信行业越来越多采用高速串.DOC

为了提高传输速率和传输距离，计算机行业和通信行业越来越多采用高速串行总线。在芯片之间、板卡之间、背板和业务板之间实现高速互联。这些高速串行总线速率从以往USB2.0、LVDS以及FireWire1394几百Mbps到今天PCI-Express G1/G2、SATA G1/G2 、XAUI/2XAUI、XFI几个Gbps乃至10Gbps。计算机以及通信行业PCB客户对差分走线阻抗控制要求越来越高。这使PCB生产商以及高速PCB设计人员所面临前所未有挑战。本文结合PCB行业公认测试标准IPC-TM-650手册，重点讨论真差分TDR测试方法原理以及特点。 IPC-TM-650手册以及PCB特征阻抗测试背景 IPC-TM-650测试手册是一套非常全面PCB行业测试规范，从PCB机械特性、化学特性、物理特性、电气特性、环境特性等各方面给出了非常详尽测试方法以及测试要求。其中PCB板电气特性要求在第2.5节中描述，而其中a(IPC-TM-650官方网站下载链接 /4.0_Knowledge/4.1_Standards/test/2-5-5-7a.pdf)则全面介绍了PCB特征阻抗测试方法和对相应测试仪器要求，重点包括单端走线和差分走线阻抗测试。 TDR基本原理及IPC-TM-650对TDR设备基本要求 1.TDR基本原理 图1是一个阶跃信号在传输线(如PCB走线)上传输时示意图。而传输线是通过电介质与GND分隔，就像无数个微小电容并联。电信号到达某个位置时，就会令该位置上电压产生变化，就像是给电容充电。因此，传输线在此位置上是有对地电流回路，因此就有阻抗存在。但是该阻抗只有阶跃信号自身才能“感觉到”，这就是我们所说特征阻抗。 当传输线上出现阻抗不连续现象时，在阻抗变化地方阶跃信号就会产生反射现象，如果将反射信号进行取样并显示在示波器屏幕上，就会得出如图2所示波形，从波形中我们可以看出一条被测试传输线在不同位置上阻抗变化。 同时我们可以比较图2中两个波形。这是使用两台分辨率不同TDR设备在测试同一条传输线时获得测试结果。对于传输线阻抗变化反映一个明显而另一个不明显。TDR设备感知传输线阻抗不连续分辨率取决于TDR设备所发出阶跃信号上升时间快慢，上升时间快所获得分辨率就高。而TDR设备上升时间往往和测试系统带宽紧密相关，带宽高测试系统有更快上升时间。从另外一个角度来考虑，TDR设备系统带宽限制了TDR测试分辨率。在IPC-TM-650测试手册中对TDR设备上升时间是按照系统上升时间(tsys)来定义。当我们要测量一台TDR设备系统上升时间时，我们可以短路一台TDR设备输出，此时可以测出该TDR设备(tsys)(上升时间以及下降时间)。例如图3TDR设备系统上升时间就高达28ps左右。 本图由PCB提供图1：阶跃信号在传输线中传输情况 本图由PCB提供图2：TDR测试反映传输线阻抗信息 本图由PCB提供图3 本图由PCB提供图4：另一台TDR设备上升/下降时间测量结果 图4是另一台TDR设备系统上升/下降时间测试结果，系统上升/下降时间在38ps～40ps之间。可见不同TDR设备在系统上升/下降时间上是有很大区别，由此带来就是传输线阻抗测试分辨率很大不同。 系统上升时间和分辨率关系可以用下列公式来描述： Resolution= (tsys*V)/2，V为电信号在被测试传输线上传输速率。 为了方便测试者了解TDR测试分辨率以及PCB板走线最小测试长度，在IPC-TM-650测试手册表4-1(图5)中给出了速查数据。 本图由PCB提供图5：IPC-TM-650测试手册给出对照表 IPC-TM-650手册对差分TDR设备基本要求 IPC-TM-650测试手册是一套非常全面PCB行业测试规范，从PCB机械特性、化学特性、物理特性、电气特性、环境特性等各方面给出了非常详尽测试方法以及测试要求。在以往IPC-TM-650手册中，对PCB差分TDR测试要求较为宽松。手册中允许测试者根据TDR测试设备情况使用两种不同方法。 方法一：当测试者拥有差分TDR测试设备时，测试设备同时打出两个幅度相等、方向相反阶跃脉冲，并通过这对差分信号相互作用直接测出差分走线阻抗。 方法二：当测试者没有差分TDR测试设备时，测试设备在差分走线(A线与B线)时，先在A线上打出阶跃信号，测试A阶跃信号在A线上反射特性记作AA，同时测出A阶跃信号在B线上感应信号，记录为BA。随后，在B线上打出阶跃信号，测试B阶跃信号在B线上反射特性记作BB，同时测出B阶跃信号在A线上感应信号，记录为AB。通过对获得AA、AB、BB、BA四个数值进行计算可以得出差分走线阻抗。该方法又叫做“Super-Position”。 但是在目前必威体育精装版版本(2004年3月版