使用网络分析仪手动测试阻抗操作流程

KEYSIGHT网络分析仪手动阻抗测试说明前言在现代高频高速印制电路板PCB的制造过程中阻抗控制早已从“附加要求”变成了决定产品良率和客户验收的“硬性指标”。无论是服务器主板、5G 通信背板还是高阶 HDI 板设计端对线宽、线距、铜厚以及介电常数的容差要求正变得前所未有地严苛。作为 PCB 生产厂商如何向客户证明出厂的每一批次板件都完全符合信号完整性要求这就需要引入行业公认的“终极裁判”——是德科技KEYSIGHT矢量网络分析仪VNA。本文将为您详细解析如何利用这台高精尖仪器在品质实验室和产线中建立起高效的 PCB 手动阻抗测试标准。一、简单理解什么是阻抗大家每天在产线上做板子经常会听到品质部或者客户要求“这条线的阻抗必须是 50 欧姆”或者“这批板子阻抗超标了要报废”那到底什么是“阻抗”呢简单来说阻抗就是高频信号在 PCB 板上“跑高速”时感觉到的“路况好坏”。你可以把 PCB 板上的那些细细的铜线想象成一条条高速公路把里面跑的信号想象成一辆辆飞驰的跑车。低频信号比如手电筒的电就像是人在小路上推个手推车路宽一点、窄一点甚至有个坑都不影响推车慢慢走过去。这时候我们只看“电阻”。高频信号比如5G手机、电脑主板里的信号就像是跑车在高速公路上以 300 码的速度狂飙。这时候路况哪怕有一丁点变化都会出大问题这就是我们要测的“阻抗”。二、手动测试阻抗操作步骤1.在TDR界面下点击Advanced Mode 变为Basic Mode 模式2.调整所测试产品波形将起始点和开路点调整至合适位置如图示3.点击Marker→点亮Marker 14.根据所选范围设置最大值点击Search→选择Main→点击Search Range后选择User1→设置User Start与User Stop一般为时域(X轴的30%-70%)→最后点击Max Search5.根据所选范围设置最小值点击Search→选择Main→点击Search Range后选择User2→设置User Start与User Stop一般为时域(X轴的30%-70%)→最后点击Min Search6.根据所选范围设置平均值点击Math→选择Analysis→点击点亮Statistics后选择User1并点击OK7.测试产品读取参数注图中的 U 和 mU 是仪器默认的单位显示在这里代表欧姆 Ω和毫欧 mΩ。Peak to Peak峰峰值747.47 mU通俗解释整条线上阻抗“最高点”和“最低点”的差值。实际意义也就是整条线阻抗波动的最大幅度约 0.747Ω、这个值越小说明这条“高速公路”越平整。Mean平均值49.97 U通俗解释这段走线的平均阻抗值。实际意义图中的平均值是 49.97 Ω非常接近目标值 50Ω 说明整体工艺控制得极其优秀。Std. Dev标准差166.89 mU通俗解释阻抗波动的剧烈程度。实际意义反映了阻抗值偏离平均值的程度。数值越小说明阻抗越稳定没有忽高忽低的突变。1: 和 2:代表屏幕上的两个垂直虚线标记游标 Marker 1 和 Marker 2。它们用来测量线路上特定点的具体情况。以游标 22:为例5.405 ns时间通俗解释信号从测试探针出发跑到这个位置并反射回来花了 5.405 纳秒。实际意义仪器是通过计算信号跑的时间来推算距离的。Dist (Refl)810.20 mm反射距离通俗解释这个位置距离测试探针的实际物理长度是 810.20 毫米。实际意义如果发现某个点的阻抗突然变得很大或很小可以直接根据这个距离比如离探针 81 厘米处在实物板子上找到对应位置看看是不是那里线断了、短路了或者有明显的蚀刻缺陷。注型号不同的网络分析仪操作略有差异,本篇使用的仪器是PNA-X Network Analyzer N5245B 10MHz-50GHz文章待完善…