我的板子为什么测不了损耗
高速先生成员--周伟最近我们珠海高速实验室正式对外开放了，我们也同步推出了关于高速信号测试、高速仪器的一些视频。大家知道我们有仪器后，很多热心的小伙伴们就以为我们开挂了，什么都能测，然后就会来咨询我们，很多都是希望我们能帮他们测一下实物板上的线路损耗，包括cable的损耗等；老实说，我们也很想测，但真的很难，臣妾做不到啊！下面简单汇总一些热心小伙伴们的测试需求。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-axegupay5k/68fdbf529e4e4a669c576b7a072828fb~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1715665198&x-signature=IGaf%2FO0tcC70YNCuYBl4dL24cQU%3D关于损耗的测试需求真的是五花八门，今天我们就来一起简单普及下为什么实物板可以测试阻抗而不能测损耗。我们先来了解下测试阻抗和损耗的仪器，目前我们珠海高速实验室采用的是Keysight的矢量网络分析仪N5227B，频率从10MHz到67GHz，如下图所示：https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/e073090dba6e4453abf8c76df5a774d7~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1715665198&x-signature=t0OAzrbnEhBOHzkXVtxIgRHhLLQ%3D
而我们深圳高速实验室采用的是罗德与施瓦茨的矢量网络分析仪ZVA67，频率也是从10MHz到67GHz，如下图所示：https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/e254c7bcefdf424eba64b309ed8428bf~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1715665198&x-signature=vO6oONawYpKuZKZKYxXwzys2kFE%3D
待测物（后面用俗称DUT表示）和仪器之间就需要通过长短不一的各种线缆（后面用俗称Cable表示）来对接，如下图所示：https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/998dabef5458489dbb326e3c4e424b09~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1715665198&x-signature=%2BFchvbTGma3yhSyG03VL1v%2B4uiU%3D
Cable一端接仪器，另一端接DUT，而DUT的种类就更加繁多，也就是大家的待测产品，实在是太多了，有实物PCB板，也有连接器、线缆、芯片及测试板等，下面我们简单举个常规的例子，实物PCB板和带SMA头的测试板，如下图所示：https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/aa1704023c8b425baf77d747723d5796~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1715665198&x-signature=ZGnaO%2FhuurIag7cYUx1Bj7AMJRs%3D
https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/58c9f0a9053e4f7e8019084b7a9c4ef4~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1715665198&x-signature=3P08oky94ABbyRHLYzr7BN4Wvew%3D
如果是带SMA头的测试板，只需要直接将前面的Cable和板子上的SMA头对接（当然接口大小需要一致，常规都是比如3.5mm，2.92mm，2.4mm和1.85mm等几种规格的接口尺寸，如果不一致还需要采用转接头），接好后就可以直接进行阻抗和损耗的测试了。如果是测试DUT的损耗，一般还会采用去嵌的方式将SMA头的损耗去嵌掉，去嵌完的数据就是DUT的损耗数据，如果不去嵌就会带入SMA头的影响。关于去嵌不是我们今天本文的重点，在此先跳过，不再赘述。连接好的图片如下所示：https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/e78e68886cd84930868d6c07efb41d88~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1715665198&x-signature=8YYAuBVBPyG5X%2B01lB2DwEgkohA%3D
那如果是实物PCB板或者其他的没有带SMA头的DUT需要测试损耗，首先就需要考虑怎么和仪器对接的问题，然后如果可以对接了，还要考虑中间引入进来的线缆或者探头本身的损耗大小，能否校准（或去嵌）掉这个损耗，因为损耗的测试一般都是需要有一定的精度，同时还需要排除掉其他物体的影响，否则测试就没有太大的意义（除非对比性测试）。而阻抗测试就相对简单很多，因为阻抗测试是通过时域反射原理，只需要在任何一端有开路的地方测试，实际操作时只需要有探头一端接Cable，另一端可以接触到DUT测试点或者焊盘就可以了，我们测试阻抗的探头如下图所示。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/6a5d641b78a44385869cad46b79a99be~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1715665198&x-signature=owYoLnVtbS%2BqHh70lQL3psGYtCA%3D
这个时候可能大家就会有疑问了，那为什么这个探头可以用来测阻抗却不能用来测试损耗呢，同样可以连上啊？这就涉及到损耗和阻抗本身的测试机制了，简单来说：一是损耗测试需要一定的精度，这个探头本身带来的损耗太大且没法去嵌，所以测出来的结果是包含了这个探头的损耗在里面；二是损耗需要从DUT两端测试，这就意味着两端需要一样的这种探头，得出来的损耗参数就更大了；三是这种探头依靠手来把持，接触不是很稳定，不同的人握力不一样，所以不同时间不同人员测试出来的数据也有差异，对应损耗测试的精度是不可接受的，所以很多情况下就不能依靠这种探头来进行损耗测试。可能还有人会说，不能用手持式探头，那可以用探针台啊，探针台的探针是可以校准去嵌的。话是这么说，但探针台的测试受限条件也很多，首先需要光板测试且板子平整，其次板子上pin的间距尺寸需要匹配探头的间距等，还有就是如果一端是芯片，一端是连接器的信号，这个就没法点测了。关于探针台的介绍，我们的视频号也有介绍过了，没看过的在高速先生视频号搜索观看。总之，没有带SMA头的PCB和PCBA的都可以，如果想比较准确的测试损耗或者S参数，总体还是有难度的，这下大家明白了吗？本期提问我就想测试实物板的损耗，如果还在设计阶段，有什么好的办法吗？欢迎大家畅所欲言。
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