Verbesserte TDR-Messungen mit dem SIGLENT SNA5000A Vektor-Netzwerkanalysator

Einführung

Time Domain Reflectometry (TDR) ist eine wichtige Methode zur Messung der Kabel- und Verbindungsqualität bei Hochgeschwindigkeitsübertragungen. Zu den Messungen, die im Allgemeinen in diese Kategorie fallen, gehören Merkmale wie der Abstand zur Störung, da sich mit TDR Impedanzänderungen über die Entfernung leicht sichtbar machen lassen. Einige der grundlegenden Analysemodi können auf Kabelanalysatoren und einfachen Spektrumanalysatoren implementiert werden, aber fortgeschrittene TDR-Messungen ermöglichen es, viel subtilere und schwer fassbare Probleme der Übertragungsqualität zu bewerten. Wenn TDR-Funktionen in einen leistungsstarken Mehrkanal-Vektornetzwerkanalysator integriert werden, sind erweiterte Visualisierungen und Analysen möglich. Eine wichtige Methode ist die Verwendung von simulierten Augendiagrammen auf Hochgeschwindigkeits-Kommunikationskanälen. Diese Augendiagramme können auf einer Reihe von Gerätetopologien mit De-Embedding unter Verwendung eines 4-Tor-Netzwerkanalysators implementiert werden und bieten gleichzeitig wichtige Datenvisualisierungen, einschließlich Maskentest und injiziertem Jitter. In dieser Application Note werden die fortschrittliche TDR-Implementierung und die Fähigkeiten des Siglent SNA5000A Vektor-Netzwerkanalysators erörtert, während die Qualität von zwei Standard-USB-Kabeln verglichen wird.

Differenzielle Messungen und DUT-Topologie

Wie bei vielen VNA-Messungen sind Konfiguration und Kalibrierung zwei der wichtigsten Schritte bei der Erfassung von Qualitätsdaten, die als Grundlage für Design und Verbesserungen dienen. Der SNA5000A Vektor Netzwerk Analyzer von Siglent enthält einen Einrichtungsassistenten, der die Gerätekonfiguration und -kalibrierung vereinfacht, um Kabel und Verbindungen zu entflechten.

Der TDR-Modus wird über das Menü MATH aufgerufen. Nach dem Einschalten rufen Sie den Einrichtungsassistenten auf, um zu beginnen. Der erste Einrichtungsschritt ist die Entscheidung über die Prüflingstopologie

Mit einem 4-Port-VNA sind vollständige diﬀerentielle Messungen möglich. Dies ist wichtig für Hochleistungssignale und Systeme, die routinemäßig diﬀerentielle Signalübertragung für Hochgeschwindigkeitskommunikation verwenden. Hier werden wir eine diﬀerentielle Topologie mit 2 Anschlüssen verwenden, um unsere USB-Kabel zu testen. Wir haben zwei diﬀerentielle SMA-zu-USB-A-Anschlüsse, die wir mit N-zu-SMA-Kabeln und Adaptern an den VNA anschließen. Die nächsten Schritte im Setup-Assistenten helfen bei der Kalibrierung und Entzerrung dieser Kabel und Anschlüsse für unsere ausgewählte Topologie. Die Abbildung zeigt das erste geöffnete Fenster des Kalibrierungsassistenten. Es folgen einige Durchgangsverbindungen und optionale Lastanschlüsse, um das Setup für Ihr Gerät zu kalibrieren. Zusätzliche mechanische Kalibrierungen oder Ecal können ebenfalls über die TRD Setup-Schnittstelle durchgeführt werden.

Verwenden Sie die Funktion Auto-Skalierung, um alle Messkurven zu skalieren, und wir können jeden der Parameter, die von Interesse sind, visualisieren. Der SNA5000A kann bis zu 256 Messkurven auf einmal erstellen. Ein Großteil der Analyse kann in der in Abbildung gezeigten Ansicht durchgeführt werden. Die Messkurven im Zeitbereich charakterisieren das zu prüfende Gerät vollständig. Wir können einen kurzen Blick darauf werfen, um sicherzustellen, dass unser Gerät richtig angeschlossen ist und innerhalb der festgelegten Parameter misst. Nun können wir zur erweiterten Charakterisierung dieser Verbindung zur Augendiagrammansicht wechseln.

Sobald der Einrichtungsassistent abgeschlossen ist, können Sie die Messkurven auf dem Display für die gewünschten Messungen konfigurieren. In dieser Topologie können Sie aus den folgenden Optionen wählen:

Tdd11	Tdd12	Tdc11	Tdc12
Tdd21	Tdd22	Tdc21	Tdc22
Tcd11	Tcd12	Tcc11	Tcc12
Tcd21	Tcd22	Tcc21	Tcc22

Bei diesen Messungen handelt es sich um Zeitbereichsparameter, wobei c und d (z. B. in: Tcd12) angeben, ob der Ausgangs- und der Eingangsanschluss für diﬀerentielle bzw. gemeinsame Messungen konfiguriert sind. Die 1 und die 2 geben die Nummer des Ausgangs- bzw. Eingangsanschlusses an. Herkömmliche Streuparameter, wie Sdd12, können auch durch Änderung der Zeitbereichsoption ausgewählt werden. Im S-Parameter-Modus können auch andere Messformate, einschließlich Smith-Diagramme, angezeigt werden. Für unseren Kabeltest werden wir Tdd12 verwenden, um die diﬀerentielle Übertragungsqualität zu messen.