矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀E5071C的TDR測量性能介紹

　　摘要：矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀器是一種電磁波能量的測試設(shè)備。它既能測量單端口網(wǎng)絡(luò)或兩端口網(wǎng)絡(luò)的各種參數(shù)幅值，又能測相位，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀能用史密斯圓圖顯示測試數(shù)據(jù)。zui近幾年隨著多Gbps傳輸?shù)钠占埃瑪?shù)字通信標準的比特率也在迅速提升。隨著比特率的提高，盡管無法避免上述問題，但是使用高精度的測量儀器可以對此類問題進行檢測和表征。本文講的是使用儀器處理這些問題時必須要遵守的測量要求。
　　
　　zui近幾年隨著多Gbps傳輸?shù)钠占埃瑪?shù)字通信標準的比特率也在迅速提升。例如，USB3.0的比特率達到5Gbps。比特率的提高使得在傳統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)中不曾見過的問題顯現(xiàn)了出來。諸如反射和損耗的問題會造成數(shù)字信號失真，導(dǎo)致出現(xiàn)誤碼。另外由于保證器件正確工作的可接受時間裕量不斷減少，信號路徑上的時序偏差問題變得非常重要。雜散電容所產(chǎn)生的輻射電磁波和耦合會導(dǎo)致串?dāng)_，使器件工作出現(xiàn)錯誤。隨著電路越來越小、越來越緊密，這一問題也就越來越明顯。更糟糕的是，電源電壓的降低將會導(dǎo)致信噪比降低，使器件的工作更容易受到噪聲的影響。盡管這些問題增加了數(shù)字電路設(shè)計的難度，但是設(shè)計人員在縮短開發(fā)時間上受到的壓力絲毫沒有減輕。
　　
　　隨著比特率的提高，盡管無法避免上述問題，但是使用高精度的測量儀器可以對此類問題進行檢測和表征。以下是使用儀器處理這些問題時必須要遵守的測量要求:
　　
　　a.在更寬的頻率范圍都要有很大的測量動態(tài)范圍
　　
　　實現(xiàn)高動態(tài)范圍的一種方法是降低噪聲。如果儀器噪聲達到zui低水平，就可以把很小的信號（例如串?dāng)_信號）測量出來。地測量高頻元器件也很關(guān)鍵，因為它們是導(dǎo)致信號完整性問題的zui常見原因。
　　
　　b.激勵信號要能地同步起來
　　
　　在測量多條微帶線之間信號的時序偏差時，同步的激勵信號更能保證的測量結(jié)果。
　　
　　c.快速進行測量并刷新儀表屏幕上顯示的測量結(jié)果能夠快速進行測量并刷新所顯示的測量結(jié)果可以使產(chǎn)品的設(shè)計效率更高并提高生產(chǎn)吞吐量。
　　
　　傳統(tǒng)上，基于采樣示波器的時域反射計（TDR）一直用于電纜和印刷電路板的測試。由于這種示波器的噪聲相對較大，同時實現(xiàn)高動態(tài)范圍和快速測量具有一定難度，雖然通過取平均法可以降低噪聲，但是這會影響測量速度。示波器上用于測量時序偏差的多個信號源之間的抖動，也會導(dǎo)致測量誤差。此外，給TDR示波器設(shè)計靜電放電（ESD）保護電路非常困難，因此TDR示波器容易被ESD損壞。
　　
　　這些問題只憑TDR示波器基本上很難解決，只有通過E5071C-TDR—基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）的TDR解決方案才能解決。