公众号:高速先生B站:一博高速先生(短视频分享技术干货)

作者:刘丽娟

随着信号速率越来越高,信号的上升沿越来越陡,信号能感受到的阻抗波动越来越细致,回损关注的频率越来越高,所以信号对于阻抗的要求也越来越高。比如PCIE信号,当跑的是Gen2:5Gbps时,协议的要求还比较宽,走线阻抗可以在68~105ohm间挑一个,当跑到Gen3:8Gbps时,走线阻抗范围被缩小了,只能在70~100ohm间;当跑到Gen4:16Gbps时,可选的走线阻抗范围进一步缩小,只能是72.5~97.5ohm了。

快速夹具的使用方法(夹具用之前真的要好好挑)(1)

对于特别高速的信号,比如56Gbps、112Gbps的,如果板子有条件会将线宽设计得比较宽,我们要求工厂的阻抗加工偏差会由 /-10%下降到 /-8%,偏差范围可以继续往下降吗?可以倒是可以,就是比较费钱!尤其是当你的线宽很细,比如只有3.5mil、4mil时,那就相当费钱了,慎选。

快速夹具的使用方法(夹具用之前真的要好好挑)(2)

产品做出来后要做测试,测眼图。有的信号可以直接用Probe点测,有的信号需要借助夹具fixture的帮助把信号引出来后才能测。既然我们做PCB时,知道对工厂制板有阻抗的要求,比如100ohm /-10%、50ohm /-10%,那对于测试中所引入的夹具,自然也是有要求的,不然你的板子真实的性能就会被测量误差掩盖掉。

用probe直接点测时,我们知道要对示波器、probe做一下校准、通道间做一下Deskew以减小测量误差。那夹具呢?如果是我们自己做的夹具,在挑选板材时就会选择一些Dk比较稳定、Df比较小的材料,比如Rogers,制板后会把夹具的性能测一遍,合格的才能留下。而对于购买的夹具,我们也会第一时间进行测试验收,看看有没有什么异常,是否满足标称值。

下面这张图是我们用矢网测的某个夹具的阻抗:

快速夹具的使用方法(夹具用之前真的要好好挑)(3)

PS.由于我们时不时地会展示阻抗测试结果,如果有同学还想了解怎么用矢网测阻抗,可以去看看我们的视频,里面会从头到尾演示矢网的实操,此处就不展开细说了:

快速夹具的使用方法(夹具用之前真的要好好挑)(4)

发现夹具大部分走线的阻抗是在105ohm左右,但是夹具上有一个非常明显的阻抗凸起点(图中M2),阻抗达到了116.87ohm,这还是我们能测到的最好结果,手一离开夹具,阻抗就要突破120ohm。看来不光以前的电视机要挂块肉,现在的夹具也要挂块肉了??

快速夹具的使用方法(夹具用之前真的要好好挑)(5)

按理说,耗费巨资购买的夹具不应该有这么明显的异常,我们差点把眼珠子放到板子上,才发现板子隐隐地好像有条小缝:

快速夹具的使用方法(夹具用之前真的要好好挑)(6)

为了让大家看得更清楚些,用手机微距拍了张照片,这就很明显了,有一条几乎笔直的裂缝从左贯穿到右,看上去trace都要被拦腰截断了。

快速夹具的使用方法(夹具用之前真的要好好挑)(7)

你自己设计的板子是信号要走的路径,当用夹具测试时,夹具就变成信号路径的一部分,所以协议才对HCB或者MCB的插损、回损都有要求。当用上面这块夹具进行测试时,眼图必然不好,而且我们会发现用手托着时(裂缝能变小一点,trace的两头接触得更多,阻抗会小一点),眼图会稍微好一些,手一松,眼图更差了。测量误差太大,眼睛要瞎了。

快速夹具的使用方法(夹具用之前真的要好好挑)(8)

— end —

本期提问:猜猜是什么原因造成夹具有文中的裂缝?文中有伏笔哟

,