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EDA/SW/T&M
TDR
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- ELETTRONICA OGGI 468 - MARZO 2018
ne nota in due punti della linea di trasmis-
sione, come nella figura 5. Queste piccole
imperfezioni o pad possono essere rilevati
facilmente con uno strumento TDR usando
la visualizzazione a 2 Ohm/div.
#3 Misura accurata della velocità
del segnale in una linea di trasmissione
Usando il metodo da estremità a estremità
per misurare il tempo di ritardo, possiamo
ottenere una misura accurata delle velocità
di propagazione del segnale lungo la linea
di trasmissione, indipendentemente dalla natura del
segnale di lancio. Ciò si ottiene dividendo la distanza
fisica tra i due pad di riferimento per il tempo di ritardo
acquisito. La figura 5 mostra due picchi negativi dovuti
ai pad di riferimento posti a una distanza di separazione
nota. La differenza temporale tra questi due picchi ne-
gativi è pari al tempo di andata e ritorno tra i due pad.
#4 Estrarre la costante dielettrica di un laminato
La velocità del segnale in una linea di trasmissione, ,
è direttamente correlata alla costante dielettrica,
,
che il segnale stesso vede. Per una linea di trasmissio-
ne di tipo stripline, l’effettiva costante dielettrica può
essere ricavata da questa semplice relazione:
dove è la velocità della luce in m/ns
Tuttavia, in una microstrip, alcune linee di campo elet-
trico sono nel corpo del laminato, altre sono in aria. Il
segnale vede un composto di questi due materiali, che
dà luogo a una costante elettrica effettiva,
.
È questo il valore che influenza la velocità del segna-
le e che può essere estratto misurando la velocità del
segnale.
#5 Creazione di un modello per discontinuità
e interconnessioni
Le strutture come le piazzole di test, i reofori dei com-
ponenti, angoli e vuoti nel percorso di ritorno creeran-
no delle discontinuità. Le discontinuità possono essere
classificate come capacitive, induttive e resistive. Queste
strutture non sono uniformi o potrebbero richiedere un
risolutore di campi 3D per essere calcolate. Talvolta, il
modo più rapido di calcolarne l’impedenza è di costruire
una struttura e misurarla. Dalla risposta misurata em-
piricamente possiamo valutare l’impatto sul segnale se
adattiamo il tempo di salita usato nella misura TDR con
il tempo di salita usato nell’applicazione. Possiamo misu-
rare direttamente sullo schermo di uno strumento TDR
la quantità di tensione di rumore riflessa che potremmo
osservare nell’applicazione. In alternativa, possiamo usa-
re lo strumento TDR per estrarre un semplice modello
del prim’ordine della struttura e usare questo modello in
una simulazione a livello di sistema per valutare l’impat-
to della discontinuità. Ad esempio, possiamo osservare
dalla misura TDR, che angoli e pieghe a 90 gradi hanno
una risposta di un condensatore a parametri distribuiti.
Utilizzando le misura TDR, possiamo ottenere i valori di
capacità del modello di condensatore a parametri distri-
buiti di un angolo e usare questo modello in una simula-
zione di sistema per valutare se ciò possa creare qualche
problema oppure se è un fatto che può essere ignorato.
Per la stessa traccia di impedenza, la quantità di capaci-
tà in un angolo scalerà con la lunghezza delle linea. Una
buona regola generale è ricordare che, per una linea da
50 Ohm, la capacità di un angolo è di circa 1 fF per mm
di larghezza della linea. Pertanto, linee larghe 60 mm
e 5 mm avranno una capacità degli angoli rispettiva-
mente dell’ordine di 60 fF e 5 fF. Infine, se ci serve un
modello con una maggiore accuratezza o una più am-
pia larghezza di banda di quello che possiamo ricavare
direttamente sullo schermo, possiamo prendere i dati
misurati dallo strumento TDR e inserirli all’interno di un
tool di modellazione e simulazione, come SPICE o ADS,
per adattarlo a un modello più accurato.
Bibliografia
Signal Intergrity Analysis Series (5989-5763EN)
Clicc
a qui per saperne di più sulle teste di misura
remota N1055A di Keysight
Fig. 5 – Risposta TDR di una linea microstrip in cui sono
presenti due pad di riferimento