Дослідження відбиття радіочастотного сигналу плати можна проводити стандартизованим процесом від простого до складного, від системи до локального, щоб швидко знайти джерело розриву імпедансу.
Крок 1: Початкове оцінювання явища рефлексії та підготовка до тестування
Безпосередньо спостерігаючи за формою сигналу за допомогою осцилографа з широкою смугою пропускання, можна попередньо підтвердити, що існує проблема відбиття, якщо є очевидне перевищення, дзвін або ступінчасте спотворення.
Підготуйте основне обладнання для тестування: векторний аналізатор мережі (векторна мережа/VA), рефлектометр у часовій області (TDR), прилад для тестування SMA. Перед тестуванням виконайте калібрування короткого замикання на розімкнутій ланцюзі SOLT, щоб забезпечити контрольовані похибки вимірювань.
Крок 2: кількісно визначити інтенсивність відбиття та локалізацію частотної області
Перевірте параметр зворотних втрат S11 за допомогою векторної мережі. Звичайні радіочастотні зв'язки вимагають S11<-10dB within the operating frequency band. If the value is significantly higher, it indicates that the reflected energy exceeds the standard.
Визначте загальне відхилення імпедансу на основі характеристик діаграми Сміта:
Загальне відхилення кругової діаграми вправо: фактичний імпеданс більший за проектне значення (наприклад, 55 Ом, виміряний у конструкції 50 Ом), що часто спричинено надмірною товщиною шару діелектрика та вузькою шириною лінії.
Загальне відхилення вліво кругової діаграми: фактичний імпеданс менший за проектне значення (наприклад, 42 Ом, виміряний у конструкції 50 Ом), що часто спричинено тонким шаром діелектрика, широкою шириною лінії або надмірною діелектричною проникністю плати.
Локальний увігнутий/опуклий вигляд на круглому графіку вказує на наявність локальних точок розриву імпедансу в ланці.
Крок 3: точно визначте фізичне положення джерела відображення
Використання функції перетворення S-параметра у часовій області векторної мережі для досягнення еквівалентного тестування TDR:
Прямий стрибок форми сигналу TDR: відповідає раптовому збільшенню імпедансу у відповідній позиції, що зазвичай спостерігається у вузькій ширині лінії та надмірній паразитній індуктивності отворів.
Від’ємний стрибок форми хвилі TDR: відповідає раптовому падінню імпедансу у відповідній позиції, що зазвичай спостерігається в надмірній паразитній ємності прохідних контактних майданчиків і раптових змінах ширини лінії в зонах прориву BGA.
На основі часових параметрів точки стрибка можна розрахувати точне фізичне розташування точки розриву імпедансу на друкованій платі з точністю позиціонування до сантиметрового рівня.
Крок 4: Дослідіть загальні причини за модулем і пунктом за пунктом
Відповідно до зв’язку сигналу від входу до виходу, використовуйте стратегію «розділяй і володарюй», щоб розділити модулі та перевірити їх один за іншим:
Усунення несправностей зовнішнього з’єднання та тестування зв’язку: перевірте роз’єми SMA та тестові кабелі на предмет окислення штифтів, забруднення торцевої поверхні та ослабленої різьби. Ці проблеми можуть безпосередньо вводити додаткові відбиття, які можна усунути шляхом заміни кваліфікованих кабелів для порівняльного тестування.
Усунення несправностей пасивного компонента та відповідної мережі: перевірте параметри S11 антен, фільтрів, дільників потужності та інших компонентів по черзі, щоб підтвердити, чи є мутація імпедансу, спричинена невідповідністю пристрою, віртуальним паянням паяного з’єднання/укладанням олова.
Дослідження електропроводки друкованої плати та структурних дефектів: зосередьтеся на дослідженні типових проблем проектування/виробництва, таких як надмірно довгі залишки наскрізних отворів, відсутність шляху оплавлення в сегментації базової площини, вигини під прямим кутом у проводці та різкі зміни ширини лінії без поступового переходу.
Усунення несправностей активного завершення порту: перевірте, чи схеми узгодження входу та виходу підсилювачів, змішувачів та інших мікросхем мають віртуальну пайку або неправильні параметри опору/ємності завершення, що призводить до відхилення імпедансу порту від стандарту 50 Ом.
Крок 5: Перевірка та підтвердження замкнутого циклу
Після ремонту повторно виконайте тестування S-параметрів, TDR і форми сигналу, щоб підтвердити, що індикатор S11 відповідає стандарту, форма сигналу TDR не має аномальних стрибків, а перевищення сигналу/амплітуда дзвінка контролюється в межах 10% від напруги джерела живлення, щоб уникнути появи нових проблем з відображенням під час процесу випрямлення.