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随着科技的进步不断更迭，电子设备的传输速度越来越快，时至今日对于高速传输带宽的要求也愈来愈高。印刷电路板（PCB，以下简称PCB） 在高速传输接口中扮演不可或缺的角色，其高频特性直接影响了整体传输效能。高频特性是指PCB在高频率下的电气性能，包括阻抗、插入损耗、回波损耗、群延迟等。这些参数会影响信号的传输速度、完整性和可靠性。 PCB潜在风险 你知道吗？如果PCB的高频特性不佳时，可能会导致以下问题： 信号传输速度变慢 信号衰减增加 信号反射增加 信号失真 这些问题都会影响电子设备的性能，甚至可能导致产品故障。因此，在PCB制造过程中进行高频特性量测，是确保产品质量和可靠性的重要手段。 PCB量测的重要性 佳泰实际验证过非常多的USB Type-C 线缆，透过长期的经验与实验数据，发现串扰项目有问题的线缆，因此串扰这个高频特性的验证是一个不可或缺的项目之一。 影响PCB高频特性的因子有哪些？告诉你量测的重要性！ PCB的材料、结构和制程都会影响其高频特性。在复杂的交互作用下，即使是微小的偏差也会导致高频表现的巨大差异。如果没有事先进行高频特性量测，而直接投入生产，很可能会遇到高频表现不如预期的情况。 一旦PCB制造出现问题，后续的修正往往需要耗费大量时间和金钱。由于PCB高频特性受到多种因素影响，很难在一次修改后就达到预期的规格目标。因此，事先进行高频特性量测，及早发现潜在问题，就显得尤为重要。 PCB Delta L测试：带你掌握高频电路板的关键性能表现 PCB Delta L测试是一种针对高频电路板的关键性能评估方法。它测量的是电感值的变化，可以反映电路板在不同温度和频率下的稳定性。通过Delta L测试，可以提前发现PCB制造中的潜在问题，并预测电路板在实际应用中的长期性能。 DP-SS-401505DL : 40GHz Delta-L 4.0 量测探针套件

随着科技的不断发展，各种高频/高速的电子产品亦不断推陈出新，而高频传输线的延迟问题，便已成为现代通信和电子领域中极为重要的挑战。当高频率数据的传输需求不断增长，延迟首当其冲是个显著的障碍，直接影响通信速度、数据的准确性和整体性能，这些延迟所带来的深远影响这意味着在未来，若要使设备在通信和数据传输中实现优异表现，必须将延迟问题彻底解决，而这将是一个相当艰巨的课题。 信号延迟示意图及可能产生的问题 传输延迟导致的潜在风险 传输延迟可能带来一系列的潜在风险，从个人生活到商业和社会体系的运作都可能受到影响，当文件数据备份、影音同步发生延迟量过大，导致传输缓慢甚至失败，品牌商就得面临产品销售与品牌信赖度下滑危机，日常应用上出现问题或许还有转圜余地，但若是实时显影或是画面同步的医疗设备系统便事关重大！高频传输线在现代医疗领域中扮演着至关重要的角色，特别是在医学影像诊断方面，这些传输线通常用于超音波、CT扫描和MRI等设备，医师藉由实时显影的结果进行光影图像判断，而高频传输线的延迟问题则可能对诊断的实时性、图像质量以及稳定性产生显著的影响，若因此造成诊断误判，后果不堪设想。 实际案例 传输延迟(propagation delay)无论在市售成品线(Cable Assembly)或是裸线(Raw Cable)应用都可能造成影响，百佳泰在线缆领域经验丰富，也曾协助客户排解在裸线延迟过大的问题，因该项产品传输延迟要求不得高于20ns，然而客户送测的线材却超出要求，在与客户充分讨论后，我们专业的团队便提出了有效的解决方案。倘若该款裸线当时未经过检测并优化就应用在产品上，文前提到的潜在风险便很有可能发生。 如何能有效的解决传输延迟？搭配不同的样品可协助进行分析比对，并使用网络分析仪对传输线做完整的检测，提供可能发生问题的原因，让传输的延迟问题不再是烦恼，常见的成因及要点如下参考： 1. 线材绞距过密 2. 抽线时，外被披覆不均 3. 线芯镀层材质的选用 4. 合适的线芯数 5. 合适的线缆长度 完整的网络分析仪(Vector Network Analyzer)，带宽自20GHz至67GHz皆备，可以满足各种高频的线缆需求，而除了普遍的4port网络分析仪，也有8port的网络分析仪，能完善满足及因应特殊的量测需求。

阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。 阻抗匹配 是微波电子学的一部分，也是射频电路中非常重要的一部分，主要用于传输线路中，以达到能够将所有高频微波信号传输到负载点的目的。回溯到原点，提高能源效率。 阻抗，顾名思义就是对电路中电流起到阻碍作用的元器件。我们在射频电路中，又引入了特征阻抗和等效阻抗两个概念。 特征阻抗是射频传输线的一个固有特性，其物理意义是在射频传输线上入射波电压与入射波电流的比值，或者反射波电压和反射波电流的比值。 等效阻抗也是传输线理论的一个概念，我们在设计中，经常要求知道在传输线上指定位置的阻抗是多少。这个指定位置的阻抗就是等效阻抗 Z（z），其定义为传输线上该位置处的电压和电流的比值 。 一般来说，阻抗匹配有两种：改变阻抗力（聚合电路匹配）和调整传输线的波长（传输线匹配）。要匹配一组线，首先将负载点的阻抗值归一化，除以传输线的特征阻抗值，然后将这些值绘制在史密斯圆图上。 改变阻抗力 如果你在负载上串联一个电容或电感来增加或减少负载的阻抗，图表上的点会跟随一个圆圈，代表实际电阻。当您将电容器或电感器接地时，图形上的点首先从图形中心旋转 180 度，然后沿着电阻圆移动，然后从中心旋转180 度。可以通过重复上述方法完成匹配，直到电阻值为1，然后直接将阻抗改为0。 调整传输线 将传输线从负载点拉长到源点，图上的点沿着图的中心逆时针移动，直到到达一个电阻值为 1的圆圈，然后是电容或电感的阻抗增加。调整为0 以完成匹配。阻抗匹配是指传输功率大，在电源的情况下，当内阻与负载相同时，输出功率最大，此时阻抗匹配。最大功率传输定理是在高频没有反射波。对于典型的宽带放大器，输出阻抗为50，在功率传输电路中应考虑阻抗匹配，但如果信号波长远大于电缆长度，即如果电缆长度可以忽略不计，则没有需要考虑阻抗匹配。阻抗匹配是指在传输能量时，负载阻抗必须等于传输线的特性阻抗，此时传输不会引起反射，也就是说能量全部被负载吸收。相反，在传输过程中存在能量损失。高速PCB布线时，线路阻抗为50欧，防止信号反射。这是一个大概的数字，一般来说，同轴电缆的基带是50欧，频带是75欧，双绞线是100欧，为了匹配方便，只是一个整数。阻抗与电阻并不完全一样。这里只有一个抵抗的词是相同的，另一个词的抵抗是什么？简单来说，阻抗就是电阻加电抗，所以叫阻抗，简单来说，阻抗就是电阻、容抗、感抗相对于一个向量的总和。在直流电的世界里，物体阻挡电流的作用称为电阻，虽然世界上所有的材料都有电阻，但只有电阻的区别。电阻低的材料称为良导体，电阻高的材料称为绝缘体，近来高科技领域称为超导体的称为电阻值接近于零的物体。但是，在交流电领域中，电容和电感除了阻碍电流流动的电阻外，还会阻碍电流的流动，这些作用称为电抗，意思是对电流的抵抗作用。电容器和电感器的电抗分别称为容抗和感抗，分别称为容抗和感抗。测量单位是欧姆，就像电阻一样，它的值与交流电的频率有关。另外，容抗和感抗还有一个相位角的问题，相位角是一个向量的关系，所以说阻抗是向量的电阻和电抗之和。阻抗匹配是指通过匹配负载阻抗和激励源的内部阻抗来获得最大输出的工作状态。对于不同特性的电路，匹配条件是不同的。在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源的内阻时输出功率最大，这种工作状态称为匹配，否则称为失配。当激励源的内阻和负载阻抗中含有电抗分量时，为使负载获得最大功率，负载阻抗和内阻必须具有相同的共轭关系，即电阻分量必须相同， 和电抗分量具有相同的值和相反的符号。这种匹配条件称为共轭匹配。 阻抗匹配的研究 高速设计中的阻抗匹配与信号质量有关。阻抗匹配技术丰富多样，但如何在特定系统中合理应用它们需要测量许多因素。例如，我们系统设计的很大一部分是源段的系列匹配。在什么情况下需要匹配，使用哪种匹配方法，为什么使用这种方法。 例如，大多数差分匹配采用终端匹配，时钟采用源匹配。 终端匹配有以下两种方式： 1、 串联终端匹配 ， 串联终端匹配的理论起点是信号源端的阻抗是信号源端的阻抗等于传输线的特性阻抗，而输出端的阻抗等于传输线的特性阻抗。源端等于传输线的输出阻抗，匹配抑制来自负载端的反射信号的再反射。信号传输后，串联端匹配具有以下特点： 在串联匹配电阻的影响下，驱动信号以 50%的幅度传播到负载侧。在负载侧，信号的反射系数接近+1，因此反射信号的幅度接近原始信号幅度的50%。反射信号与源端传播的信号重叠，因此负载端接收到的信号约等于原始信号幅度。信号；信号传播到源端，到达源端后被匹配电阻吸收。反射信号到达源端后，源端驱动电流降至零，直到下一次信号传输。与并联匹配相比，串联匹配不需要信号驱动器的大电流驱动能力。选择串联端匹配电阻值的原则很简单。即匹配电阻值与驱动器输出阻抗之和必须等于传输线的特性阻抗。理想信号驱动器的输出阻抗为零，但实际驱动器的输出阻抗总是相对较小，并且输出阻抗会随着信号电平的变化而变化。例如，电源电压为+4.5V 的CMOS 驱动器在低电平时的典型输出阻抗为37，在高电平时的典型输出阻抗为45 。 TTL 驱动器与CMOS 驱动器相同，输出阻抗随信号电平而变化。所以对于TTL 或CMOS 电路，不可能有非常精确的匹配电阻，只能被认为是一种折衷方案。链式拓扑中的信号网络不适合串行终端，所有负载都必须连接在传输线的末端。可以看到有一段时间负载端的信号幅度是原始信号幅度的一半。显然，此时信号处于不确定的逻辑状态，信号的噪声容限非常低。系列注册是最常见的终止注册方法。它的优点是功耗低，驱动器上没有额外的直流负载，信号和地之间没有额外的阻抗，并且只需要一个电阻元件。 2、 并联终端匹配 ， 并联端接匹配的理论起点是在信号源级阻抗较小的情况下，增加并联电阻以匹配负载级的输入阻抗和传输线的特性阻抗。消除负载端的反射。实现形式分为单电阻和双电阻两种形式。并联终端匹配后的信号传输具有以下特点： 驱动信号沿传输线以几乎全幅值传播。所有反射都被匹配电阻吸收。负载端接收到的信号幅度近似为源端发送信号的幅度。在实际电路系统中，芯片的输入阻抗非常高，因此在单个电阻的情况下，负载的并联电阻值应接近或等于传输线的特性阻抗。假设传输线的特性阻抗为 50，则R值为50。如果信号的高电平为5V，则信号的静态电流为100mA。由于典型的TTL 或CMOS 电路的驱动能力很小，这种单电阻并联匹配在这些电路中很少见。双电阻形式的并联匹配，也称为戴维南终端，比单电阻形式需要更少的电流驱动能力。这是因为两个电阻的并联值与传输线的特性阻抗相匹配，每个电阻都大于传输线的特性阻抗。考虑到芯片的驱动能力，两个电阻阻值的选择应遵循三个原则：两个电阻的并联值等于传输线的特性阻抗，阻值信号接通时驱动电流过大给电源在低电平时不宜过小，以免过大，与地相连的电阻值也小； 并联终端匹配的优点是简单易实现；明显的缺点是它引入了直流功耗：单个电阻的直流功耗是否与信号的占空比密切相关？双电阻模式无论信号是高电平还是低电平，都有直流功耗。因此，它不适用于高功耗的系统，例如电池供电的系统。此外，由于驱动能力的问题，一般的 TTL和CMOS系统中不采用单电阻法，而双电阻法需要两个元件，需要在PCB上制作产品，因此对于高密度印刷电路板来说也是如此。当然，也有交流终端匹配和基于二极管的电压钳位等匹配方法。 以上简单介绍了几种阻抗匹配方式，实际应用中还有其他很多方法，像滤波器的设计就是其中更高级一点的方式。

​ 转载-- 21ic电子网 2022-03-17 17:18 以下文章来源于电子电路，作者电路菌 电子电路. 分享电子电路基础知识，涵盖电子技术、电子元器件知识、科普电路原理、电路板焊接、趣味电子制作，各种与电子专业相关必读干货！ 变压器是利用电磁感应原理来进行变换交流电压的一种器件，其主要构件包括初级线圈、次级线圈、铁芯。 ​ 在电子专业里，经常能看到变压器的身影，最常见的是在电源里作为变换电压、隔离来使用。 ​ 简单的说，初、次级线圈的电压比等于初、次级线圈的匝数比。因此，想要输出不同的电压，改变线圈的匝数比就可以实现了。 ​ ​ ​ ​ 根据变压器的工作频率不同，一般可以分成 低频变压器 和 高频变压器 。例如，日常生活中，工频交流电的频率是50Hz，我们把工作在这一频率下的变压器叫做低频变压器；而高频变压器的工作频率可达几十kHz到几百kHz。 输出功率相同的低频变压器与高频变压器，高频变压器的体积要比低频变压器要小很多。 ​ 变压器在电源电路中算是个头比较大的元件，在保证输出功率的同时想要把体积做得小，就要使用高频变压器，所以在开关电源里都会用到高频变压器。 ​ 高频变压器和低频变压器的工作原理是相同的，都是利用电磁感应的原理工作的，但在制作材料方面，它们的“芯”所使用的材料是不同的。 ​ 低频变压器的铁芯一般是使用很多片 硅钢片 堆叠而成的，而高频变压器的铁芯是用高频磁性材料（如： 铁氧体 ）组成的。（所以高频变压器的铁芯一般叫做磁芯） 在直流稳压电源电路里，低频变压器传输的是正弦波信号。 ​ 而在开关电源电路里，高频变压器传输的是高频脉冲方波信号。 ​ 低频变压器一般在电路符号上，初级线圈只有一个绕组，你常看见的符号大概是这样的： ​ 而高频变压器，在电路符号上，你可能会发现，有的高频变压器初级这边居然会有两个线圈？ ​ 其实并不是有两个初级线圈，初级线圈只有一个，另一个是辅助线圈，“辅助线圈”实际上是属于次级线圈，之所以叫辅助线圈，是因为其在电路中起辅助作用。 ​ 辅助线圈是为连接初级线圈的电路服务的，辅助线圈在初级，能为变压器提供保护用的电压源和反馈信号，通过辅助线圈的反馈作用，能使内部电源稳定。 还有，在次级线圈输出过载时，电流过大会导致次级线圈承载能力不足，从而导致次级线圈输出电压下降，辅助线圈输出电压也下降，当下降到一定程度，会使振荡电路无法起振，从而保护开关管。 ​ 在额定功率时，变压器输出功率与输入功率之间的比值，叫做变压器的效率。 ​ 当变压器输出功率等于输入功率时，效率为100%，事实上这样的变压器是不存在的，因为铜损和铁损的存在，变压器是会存在一定的损耗。 什么是铜损？ 因为变压器线圈是有一定电阻的，当电流通过线圈，就会有部分能量变成热量，由于变压器线圈是用铜线绕成的，所以这种损耗又叫铜损。 什么是铁损？ 变压器的铁损主要包括两个方面：一是磁滞损耗，二是涡流损耗；磁滞损耗是指当交流电通过线圈，会产生磁力线穿过铁芯，铁芯内部分子相互摩擦就会产生热量，从而消耗一部分电能；因为磁力线穿过铁芯，铁芯也会产生感应电流，因电流成旋涡状，所以也叫涡流，涡流损耗也会消耗一部分电能。 ​---end---

欢迎大家继续关注百佳泰测试实验室，在上一次的技术解读中，我们讲解了“ USB4 ™ Hubs/Docks 测试项目 ”，“ USB4 ™ Hosts 测试项目 ”，“ USB4 ™ 外围设备测试项目 ”，“ USB4 ™ 测试产品类型及隧道（Tunneling）支持规范总结 ” ，“ USB4 ™ 测试项目总览（芯片&成品） ” 。 接下来这一章节介绍如下： 第五章节知识点概况 USB4 ™ 连接器认证注意事项 USB4 ™ 连接器认证流程（暂定） 图面审查重点 针对USB Type-C ® 连接器的高频SI测试项目比较 （USB 3.2 Gen2 vs. USB4Gen3） 第五章节知识讲解 USB4 ™ 连接器认证注意事项 - 提高 认证测试时的 技术及数量门槛 -不接受样品线的Golden Samples, 必须是量产品 进行认证 - 加强 并确保 量产的稳定性 USB4 ™ 连接器认证流程（暂定） 图面审查重点 -工程图纸都需要有公司名 /品名/明确料号PN/版本别Rev -连接器图纸需要相应尺寸标示,上视图,侧视图,剖面图,电镀及材质说明, PCB layout等 针对USB Type-C ® 连接器的高频SI测试项目比较 （USB 3.2 Gen2 vs. USB4Gen3） 号外： 随着USB Type-C的推出，USB-IF将在2021年2月28日之后不再接受USB 3.x Micro-B和Micro-AB连接器的认证。 在2021年2月28日之后，相关应用USB 3.x Micro-B和Micro-AB连接器的产品将不再开放认证。 End of life for USB 3.x Micro-B Products and Connectors Certifications Mandate: Required Effective Date: February 2021 With the introduction of Type-C ® , the USB-IF will end all USB 3.x Micro-B and Micro-AB connector certifications after February 28th, 2021. All products implementing USB 3.x Micro-B and Micro-AB connectors will no longer be eligible for certification after February28th, 2021. 版权申明：如需转载请注明出处。 USB、USB-C ® 、USB Type-C ® 和USB-IF是USB Implementers Forum的注册商标。 免责声明 本资讯仅为便于参考使用，非USB Implementers Forum (USB-IF)之正式通讯。USB-IF之正式通讯可于网站usb.org取得。