本發(fā)明涉及PCB布線損耗技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種實用性強(qiáng)、用于傳輸線損耗測試正確性的確定方法。

背景技術(shù)：

隨著信號速率越來越高，產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)也越來越來復(fù)雜，25Gbps已經(jīng)大量產(chǎn)品化，56Gbps信號已經(jīng)在路上前行，芯片的Demo已經(jīng)發(fā)布，預(yù)計2018年左右實現(xiàn)產(chǎn)品化。信號的提升帶來各種信號完整性問題，信號對于串?dāng)_、抖動的容限，而抖動的產(chǎn)生的主要原因是信號通道的損耗。信號的損耗來自于傳輸線、過孔及各種無源連接器cable等，如何控制信號的損耗在信號總線定義的范圍內(nèi)尤為重要。在PCB結(jié)構(gòu)中的傳輸線的損耗又包含了銅箔損耗和介質(zhì)損耗，介質(zhì)損耗在PCB中取決于PCB材料的介質(zhì)損耗參數(shù)，而PCB材料又是樹脂和玻璃纖維混合構(gòu)成，不同參數(shù)的樹脂和玻璃纖維構(gòu)成一個個不同的PCB材料，不同的型號的參數(shù)不盡相同。從工程學(xué)角度，任何加工帶有其誤差，一般呈現(xiàn)正太分布，而不同的PCB材料同樣影響正態(tài)分布的西格瑪值。

通常對于傳輸線損耗參數(shù)的監(jiān)控通過實際傳輸線損耗測試完成。傳輸線的損耗測試，目前主流的測試方法有SET2DIL、AFR、SFD、Delta L、SPP、S3等，不同的測試方法會有不同的精確性，本發(fā)明不涉及到測試本身方法的創(chuàng)新和優(yōu)化，此處不再贅述。使用任何方法，整個傳輸損耗測試的環(huán)境必備條件都離不開以下因素：測試儀器(TDR或VNA，包括校準(zhǔn)件),探頭(SMA探頭；手持類探頭：GGB，LITEK，UNIPROBE等)，測試Cable及轉(zhuǎn)接頭，待測板卡及測試工程師(人)。各個測試方法均有其局限性，比如SET2DIL會將過孔的損耗包含其內(nèi)，過孔stub過長會對測試帶來不確定性；測試儀器的校準(zhǔn)精度或參數(shù)漂移同樣會帶來各類誤差；待測板卡設(shè)計的合理性是否滿足各種測試方法要求，工廠加工的一致性等；測試工程師不同的測試手法，手持探頭對測試點的施加力度是否一致，校準(zhǔn)的完整度，對測試結(jié)果的分析正確性等同樣會讓測試結(jié)果導(dǎo)入主觀性問題。

本發(fā)明設(shè)計一種用于傳輸線損耗測試正確性的確定方法，解決測試工程師，待測板卡及驗證測試方法局限性帶來的測試結(jié)果不客觀性，通過優(yōu)化測試板、測試過程及數(shù)據(jù)后處理達(dá)到更高精度的測試結(jié)果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對以上不足之處，提供一種實用性強(qiáng)、用于傳輸線損耗測試正確性的確定方法。

一種用于傳輸線損耗測試正確性的確定方法，其實現(xiàn)過程為：

首先獲取PCB測試板損耗測試的原始測試數(shù)據(jù)；

然后確定測試結(jié)果低頻階段的數(shù)據(jù)正確性，即通過獲取其起始頻率的誤差，確定其損耗測試數(shù)據(jù)的正確性；

進(jìn)行去嵌入分析，獲取Nyquist頻點數(shù)據(jù)，確定Nyquist頻點數(shù)據(jù)的正確性區(qū)域；

最后確定置信截止區(qū)，即確定測試數(shù)據(jù)正確性的極限值；

上述正確性的起點、區(qū)域、極限值組成的范圍內(nèi)的測試數(shù)據(jù)，為可取的正確性數(shù)據(jù)。

所述PCB測試板的原始測試數(shù)據(jù)中測試三種長度的傳輸線，長度分別為10inch，5inch，2inch。

獲取原始測試數(shù)據(jù)是在用戶確認(rèn)測試需求及測試板設(shè)計后，基于VNA/TDR方式獲取的，所述VNA是指矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，TDR則指時域反射技術(shù)，是對反射波進(jìn)行分析的遙控測量技術(shù)。

確定測試結(jié)果低頻階段的數(shù)據(jù)正確性通過下述線性公式實現(xiàn)：

y＝w'x+e；

在該公式中，|e|<＝0.01dB/inch；x＝10MHz-4Ghz，即S參數(shù)測試起始頻率為10MHz,對10MHz到4GHz數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合；w'為一常數(shù)。

通過上述公式獲取的測試結(jié)果低頻階段的數(shù)據(jù)正確性中，對于5inch線和2inch線，當(dāng)獲取結(jié)果≤0.05dB時，其誤差較小，認(rèn)為該數(shù)據(jù)保持正確；對于10inch線，當(dāng)獲取結(jié)果≤0.08dB時，其誤差較小，認(rèn)為該數(shù)據(jù)保持正確。

Nyquist頻點數(shù)據(jù)的正確性區(qū)域通過以下步驟確定：

1)首先在對PCB測試板的不同傳輸線的原始測試數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，確定可選擇區(qū)域，這里的不同傳輸線是指10inch，5inch原始數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，5inch，2inch原始數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合；

2)然后進(jìn)行去嵌分析，獲取一個可選擇的區(qū)域，這里的去嵌分析是指用10inch去嵌5inch,5inch去嵌2inch的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。

步驟1)中通過以下公式獲取可選擇區(qū)域：

(IL-IL_fitted)_x/(IL-IL_fitted)_y≤5％；

其中，IL_fitted是指插損進(jìn)行擬合后的數(shù)據(jù)，單位為dB/inch；IL是指實際測試插損數(shù)據(jù)，單位為dB/inch；x、y為不同長度的傳輸線，當(dāng)x取10inch時，y取5inch，當(dāng)x取5inch時，y取2inch；

通過該公式計算，判斷是否滿足5％要求，如不滿足，則測試數(shù)據(jù)不可信。

步驟2)中進(jìn)行去嵌分析，獲取一個可選擇的區(qū)域通過以下公式進(jìn)行：

該公式中的5′deembeded2′、10′deembeded5′分別表示5inch去嵌2inch、10inch去嵌5inch的數(shù)據(jù)；

通過該公式計算，查看數(shù)據(jù)是否滿足3％要求，滿足則數(shù)據(jù)可信；如不滿足，則測試數(shù)據(jù)不可信。

所述置信截止區(qū)是指對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合后，在某頻率后誤差超過20％時，則表示其頻率后的數(shù)據(jù)不可取，存在諧振的因素影響，對測試最終的結(jié)果誤差較大，則該頻率即為置信截止區(qū)的極限值。

所述置信截止區(qū)的獲取通過以下公式實現(xiàn)：

|IL-IL_fitted|＜＝20％；

其中，IL_fitted是指插損進(jìn)行擬合后的數(shù)據(jù)，單位為dB/inch；IL是指實際測試插損數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的一種用于傳輸線損耗測試正確性的確定方法，具有以下優(yōu)點：

該發(fā)明的一種用于傳輸線損耗測試正確性的確定方法，解決測試工程師，待測板卡及驗證測試方法局限性帶來的測試結(jié)果不客觀性，通過優(yōu)化測試板、測試過程及數(shù)據(jù)后處理達(dá)到更高精度的測試結(jié)果，通過分別確定損耗測試重要因素，保證結(jié)果的可靠性，此方法可以有效的減小工程師人工的作業(yè)時間，并排除主觀判斷的不嚴(yán)謹(jǐn)性，實用性強(qiáng)，易于實現(xiàn)，易于推廣。

附圖說明

為了更清楚的說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

附圖1為本發(fā)明的實現(xiàn)流程圖。

附圖2為PCB測試板設(shè)計三種傳輸線10inch，5inch及2inch傳輸線。

附圖3為進(jìn)行線性擬合反推0MHz的損耗值圖。

附圖4為驗證Nyquist頻點數(shù)據(jù)不確定性(Uncertainly)，L14層，5inch-2inch圖。

附圖5為驗證Nyquist頻點數(shù)據(jù)不確定性(Uncertainly)，L14層，10inch-5inch圖。

附圖6為驗證Nyquist頻點數(shù)據(jù)不確定性(Uncertainly)，L14層，5inch與3inch對比圖。

附圖7為驗證Nyquist頻點數(shù)據(jù)不確定性(Uncertainly)數(shù)據(jù)匯總圖。

附圖8為驗證損耗測試的置信截止區(qū)圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如附圖1所示，一種用于傳輸線損耗測試正確性的確定方法，其實現(xiàn)過程為：

首先獲取PCB測試板損耗測試的原始測試數(shù)據(jù)；

然后確定測試結(jié)果低頻階段的數(shù)據(jù)正確性，即通過獲取其起始頻率的誤差，確定其損耗測試數(shù)據(jù)的正確性；

進(jìn)行去嵌入分析，獲取Nyquist頻點數(shù)據(jù)，確定Nyquist頻點數(shù)據(jù)的正確性區(qū)域；

最后確定置信截止區(qū)，即確定測試數(shù)據(jù)正確性的極限值；

上述正確性的起點、區(qū)域、極限值組成的范圍內(nèi)的測試數(shù)據(jù)，為可取的正確性數(shù)據(jù)。

所述PCB測試板的原始測試數(shù)據(jù)中測試三種長度的傳輸線，長度分別為10inch，5inch，2inch。

獲取原始測試數(shù)據(jù)是在用戶確認(rèn)測試需求及測試板設(shè)計后，基于VNA/TDR方式獲取的，所述VNA是指矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，TDR則指時域反射技術(shù)，是對反射波進(jìn)行分析的遙控測量技術(shù)。

確定測試結(jié)果低頻階段的數(shù)據(jù)正確性通過下述線性公式實現(xiàn)：

y＝w'x+e；

在該公式中，|e|<＝0.01dB/inch；x＝10MHz-4Ghz，即S參數(shù)測試起始頻率為10MHz,對10MHz到4GHz數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合；＝w'為一常數(shù)。

S參數(shù)測試起始頻率為10MHz,對10MHz到4GHz數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，線性擬合的具體算法非本專利保護(hù)內(nèi)容，主流的線性擬合算法均能滿足本專利算法。通過線性擬合反推0MhzS參數(shù)的實際損耗大小，S參數(shù)具體有因果性及被動性特征，理想狀態(tài)下，S參數(shù)在0MHz下實際損耗應(yīng)為0。如反推值誤差大于+-0.02dB/inch則表示測試過程中誤差較大。

通過上述公式獲取的測試結(jié)果低頻階段的數(shù)據(jù)正確性中，對于5inch線和2inch線，當(dāng)獲取結(jié)果≤0.05dB時，其誤差較小，認(rèn)為該數(shù)據(jù)保持正確；對于10inch線，當(dāng)獲取結(jié)果≤0.08dB時，其誤差較小，認(rèn)為該數(shù)據(jù)保持正確。

Nyquist頻點數(shù)據(jù)的正確性區(qū)域通過以下步驟確定：

1)首先在對PCB測試板的不同傳輸線的原始測試數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，確定可選擇區(qū)域，這里的不同傳輸線是指10inch，5inch原始數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，5inch，2inch原始數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合；

2)然后進(jìn)行去嵌分析，獲取一個可選擇的區(qū)域，這里的去嵌分析是指用10inch去嵌5inch,5inch去嵌2inch的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。

步驟1)中通過以下公式獲取可選擇區(qū)域：

(IL-IL_fitted)_x/(IL-IL_fitted)_y≤5％；

其中，IL_fitted是指插損進(jìn)行擬合后的數(shù)據(jù)，單位為dB/inch；IL是指實際測試插損數(shù)據(jù)，單位為dB/inch；x、y為不同長度的傳輸線，當(dāng)x取10inch時，y取5inch，當(dāng)x取5inch時，y取2inch；

通過該公式計算，判斷是否滿足5％要求，如不滿足，則測試數(shù)據(jù)不可信。

步驟2)中進(jìn)行去嵌分析，獲取一個可選擇的區(qū)域通過以下公式進(jìn)行：

該公式中的5′deembeded2′、10′deembeded5′分別表示5inch去嵌2inch、10inch去嵌5inch的數(shù)據(jù)；

通過該公式計算，查看數(shù)據(jù)是否滿足3％要求，滿足則數(shù)據(jù)可信；如不滿足，則測試數(shù)據(jù)不可信。

所述置信截止區(qū)是指對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合后，在某頻率后誤差超過20％時，則表示其頻率后的數(shù)據(jù)不可取，存在諧振的因素影響，對測試最終的結(jié)果誤差較大，則該頻率即為置信截止區(qū)的極限值。

所述置信截止區(qū)的獲取通過以下公式實現(xiàn)：

|IL-IL_fitted|＜＝20％；

其中，IL_fitted是指插損進(jìn)行擬合后的數(shù)據(jù)，單位為dB/inch；IL是指實際測試插損數(shù)據(jù)。

不確定性Uncertainly是指擬合曲線偏差平均+3西格瑪，Nyquist為奈奎斯特，奈奎斯特頻率指的是采樣率的一半。

參照附圖1，進(jìn)行測試流程，將測試數(shù)據(jù)匯總，本實施過程將以一個16層PCB板，L14層測試數(shù)據(jù)進(jìn)行范例分析，來闡述算法的應(yīng)用。設(shè)計損耗測試板要求按照圖示2進(jìn)行設(shè)計，分別包含10inch，5inch及2inch傳輸線，需要保證同層同環(huán)境。

附圖3，對測試進(jìn)行算法一驗證，擬合10MHz與4GHz數(shù)據(jù)反推0MHz數(shù)據(jù)，以圖示為例，5inchs傳輸線不能超過0.05dB，如超過將測試數(shù)據(jù)不可信，測試過程中受到校準(zhǔn)精度，人為因素和測試板設(shè)計因素影響，需要進(jìn)行針對性優(yōu)化和驗證，保證算法一通過。

附圖4，就測試數(shù)據(jù)L14層根據(jù)5-2inchs原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，灰色數(shù)據(jù)則為IL-IL_fitted，并按照公式4，此數(shù)據(jù)在2Ghz后如超過20％，則其頻率后的數(shù)據(jù)不可取，存在諧振等因素影響，對測試最終的結(jié)果誤差較大，應(yīng)經(jīng)在非置信區(qū)。

附圖5，就測試數(shù)據(jù)L14層根據(jù)10-5inchs原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，灰色數(shù)據(jù)則為IL-IL_fitted；按照公式2進(jìn)行算法計算，判斷是否滿足5％要求，如不滿足，則會存在測試數(shù)據(jù)不可信。

附圖6，將擬合后數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，按照公式3進(jìn)行算法計算，判斷是否滿足3％要求，如不滿足，則會存在測試數(shù)據(jù)不可信。

附圖7，對L14的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，發(fā)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)均滿足算法，說明此數(shù)據(jù)正確性。

附圖8，說明置信截止區(qū)的選擇，此測試數(shù)據(jù)由于環(huán)境惡劣在12Ghz之后數(shù)據(jù)均不可信，超過算法20％。

通過以上的執(zhí)行過程，最終判斷置信截止區(qū)，Nyquist頻點數(shù)據(jù)正確性。用來排除測試儀器校準(zhǔn)，人為測試因素及測試板設(shè)計環(huán)境較差帶來的數(shù)據(jù)不確定性。

此方法執(zhí)行簡單，可以通過MATLAB等主流編程工具完成測試自動化，由于自動化測試程序非本發(fā)明聲明內(nèi)容，在此不再贅述。

本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

以上對本發(fā)明所提供的一種用于傳輸線損耗測試正確性的確定方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。