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EDA/SW/T&M
SIGNAL INTEGRITY
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- ELETTRONICA OGGI 458 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2016
per il collegamento (
fixture
) cominciano a diventare
una sorgente significativa di degrado del segnale e
sono necessarie tecniche avanzate di calibrazione per
rimuovere tali effetti dalle misure.
Nel corso degli anni, sono stati sviluppati diversi ap-
procci per rimuovere gli effetti delle
fixture
utilizzate
nelle misure, che ricadono in due categorie fonda-
mentali (Fig. 8): misura diretta (eleborazione prima
delle misure) e
de-embedding
(elaborazione dopo le
misure). La tecnica di
de-embedding
utilizza un mo-
dello delle
fixture
e matematicamente ne rimuove gli
effetti dovuti alle sue caratteristiche dai risultati com-
plessivi. La procedura di
de-embedding
degli effetti
dovuti alle
fixture
può garantire risultati molto accu-
rati per i dispositivi in prova non coassiali senza uti-
lizzare i complessi metodi di calibrazione basati sugli
standard di calibrazione non coassiali. Le tecniche di
misura dirette richiedono degli standard di calibra-
zione specializzati che vengono inseriti nelle
fixture
e misurati. L’accuratezza delle misure sui dispositivi è
affidata alla qualità di questi standard fisici. La meto-
dologia di calibrazione più comune è detta TRL, acro-
nimo di
Transmission
(o
Thru
),
Reflect e Line
.
I vincoli nell’utilizzo degli standard TRL sono che:
1. I connettori e le connessioni interne (
launch
) siano
tutti identici.
2. Tutte le linee di trasmissione usate come standard
thru
e
line
abbiano la stessa impedenza e costante di
propagazione, mentre varino solo in lunghezza.
3. Il numero di linee necessarie dipenda dalla gamma
di frequenza coperta dal kit di calibrazione. La gamma
di frequenza utilizzabile per ciascuna linea è determi-
nata confrontando la fase dello standard
line
con quel-
la dello standard
thru
.
Nelle applicazioni di collaudo a microonde per oltre
40 anni si sono usate tecniche di calibrazione con kit
appositi per gli analizzatori di reti vettoriali. La tecni-
ca di calibrazione TRL
si affida esclusivamente
all’impedenza caratte-
ristica di brevi linee di
trasmissione. Da due in-
siemi di misure a 2 por-
te che differiscono solo
per queste brevi linee di
trasmissione e da due
misure di riflessione, è
possibile determinare i
12 parametri che com-
pongono il modello di
correzione. Grazie alla
semplicità degli stan-
dard di calibrazione, la
modalità TRL può esse-
re applicata a mezzi dispersivi, come le microstrisce,
le
stripline
e le guide d’onda. Con linee coassiali di
precisione, la TRL ha offerto il più elevato livello di ac-
curatezza nelle misure coassiali sin dal 1975.
Un metodo di calibrazione recentemente sviluppato,
chiamato calibrazione della diafonia differenziale (
Dif-
ferential Cross Talk Calibration
), noto anche come TRL
differenziale (
Differential TRL
), è una variante del clas-
sico metodo TRL con segnali riferiti a massa (
single-
ended TRL
) che utilizza invece strutture differenziali.
Il metodo TRL differenziale è uno dei pochi algoritmi
di calibrazione (insieme all’algoritmo AFR:
Automatic
Fixture Removal
) che tiene conto e rimuove gli effetti
degli accoppiamenti. Ha gli stessi vincoli del metodo
TRL descritti precedentemente a cui si aggiungono i
seguenti:
1. La conversione di modo, sia da modo comune a dif-
ferenziale, che da modo differenziale a modo comune,
non deve superare i -30 dB.
2. Il disallineamento temporale (
skew
) tra le linee deve
essere inferiore a 10 gradi. Così come per i kit di ca-
librazione TRL con se-
gnali riferiti a massa, la
fixture
può essere asim-
metrica (la parte destra
e sinistra non devono
necessariamente avere
la stessa lunghezza o
impedenza) ma le
fixture
devono tuttavia essere
simmetriche dall’alto in
basso (un ramo rispetto
all’altro della coppia dif-
ferenziale).
L’ultima
generazione
di algoritmo AFR viene
spesso indicata con il
Fig. 7 – Trovare la causa della conversione di modo
Fig. 8 – Correlazione tra semplicità di utilizzo e accuratezza di due categorie
di tecniche per rimuovere gli effetti delle fixture