原创 云计算硬件平台的测试文章连载（6）- SAS互连阻抗及回波损耗测试

      在存储系统的SAS电缆、主板、背板的性能评估中，其TDR反射特性、频域S参数、眼图模板等是评判互连特性的基本要求。

      传统的时域参数如阻抗、时延差的测试需要基于采样示波器的TDR测试功能；而传统的频域参数如插入损耗、回波损耗、串扰等S参数的测试需要矢量网络分析仪。由于很多场合时域和频域测试都是同时需要的，所以可以采用基于矢量网络分析仪并扩展了TDR功能的一体化解决方案，如Keysight的ENA-TDR方案，其可以同时完成频域、时域和眼图的测量。测试方案如下图所示。

      基于矢量网络分析仪的时域反射TDR功能操作类似传统的基于采样示波器的TDR仪器，但相对于传统TDR，它有如下特点：

·       基于VNA的结构，内部很容易实现ESD保护电路，正弦波激励信号在测量时会扫过VNA 的整个测量频率范围，测量结果从输入与输出信号的矢量比中得到。因此，即使保护电路会导致部分损耗，使用矢量比也可以消除这些损耗，从而确保测量精度不受影响可以确保产品的可靠工作，但采样示波器TDR由于内部ESD保护电路会降低阶越发生器的性能，采样示波器TDR内部不使用ESD保护电路，所以非常容易因为ESD损坏。

·       ENA-TDR的用户界面经过重新设计，和传统的TDR设备使用方式类似，使现在的数字工程师可以轻松、直观地进行操作，使用户可以同时进行时域阻抗和频域S参数测量以及灵活地选择参数。它能够生成仿真眼图，在互连测试阶段不需要使用额外的码型发生器，因此可以降低拥有成本。

·       由于基于采样示波器的噪声相对网络仪来说较大，同时实现高动态范围和快速测量具有一定难度，需要通过取平均法可以降低噪声，但是这会影响测量速度。ENA-TDR 具有>100  dB 动态范围，以观察 DUT 的真实性能。可以识别极低电平信号，如差分器件的串扰和模式转换。具有极低的噪声，当IFBW 为  70  kHz 时，小于0.023  dBrms，用于精确和可重复的测量，基本可以忽略仪器自身的底噪声成分。

·       现在很多规范比如说SAS要求测试Hot TDR，也就是在上电工作状态下测试TDR，比如SATA要求测试MFTP下的阻抗，由于采样示波器TDR采用宽带接收机，在有输入信号的情况下，需要加更多的平均以反映阶约信号的反射特性，而网络仪使用窄带接收机，可以准确接受扫频信号频点，不需要加平均也可以正确接收并测量反射特性。