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PCB線路板調試技術之六類模塊

分類: PCB電路板來源:網絡作者:網絡發布時間:2018-09-19關鍵字:PCB線路板  調試技術  六類模塊
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六類模塊的核心部件是線路板,其設計結構、制作工藝基本上就決定了產品的性能指標,六類模塊執行的標準是 EIA/TIA 568B.2-1,當中最為重要的參數是插入損耗、回波損耗、近端串擾等。

  在PCB抄板及設計工作中,我們常常要對電路板進行調試與測試,六類模塊電路板的調試就是其中一種,為了能讓大家更好的理解六類模塊電路板的調試技術,我先給大家簡單的介紹一下六類模塊。六類模塊的核心部件是線路板,其設計結構、制作工藝基本上就決定了產品的性能指標,六類模塊執行的標準是 EIA/TIA 568B.2-1,當中最為重要的參數是插入損耗、回波損耗、近端串擾等。

  插入損耗 (Insert Loss):由于傳輸通道阻抗的存在,它會隨著信號頻率的增加而使信號的高頻分量衰減加大,衰減不僅與信號頻率有關,也與傳輸距離有關,隨著長度的增加,信號衰減也會隨著增加。回波損耗(Return Loss):由于產品中阻抗發生變化,就會產生局部震蕩,致使信號反射,被反射到發送端的一部分能量會形成噪音,導致信號失真,降低傳輸性能。如全雙工的千兆網,會將反射信號誤認為是收到的信號而引起有用信號的波動,造成混亂,反射的能量越少,就意味著通道采用線路的阻抗一致性越好,傳輸信號越完整,在通道上的噪音就越小。回波損耗RL的計算公式:回波損耗=發射信號÷反射信號。

  在設計中,保證阻抗的全線路一致性以及與100歐姆阻抗的六類線纜配合是解決回波損耗參數失效的有效手段。例如PCB線路的層間距離不均勻、傳輸線路銅導體截面變化、模塊內的導體與六類線纜導體不匹配等,都會引起回波損耗參數變化。近端串擾(NEXT): NEXT是指在一對傳輸線路中,一對線對另一對線的信號耦合,即為當一條線對發送信號時,在另一條相鄰的線對收到的信號。這種串擾信號主要是由于臨近繞對通過電容或電感耦合過來的,通過補償的辦法,抵消、減弱其干擾信號,使其不能產生駐波是解決該參數失效的主要辦法。

  在模塊試制階段,用理論做指導,以計算機輔助設計為依據,就能很快的達到預期效果。在國內進行的六類模塊PCB設計中,主要以線路對角補償理論做依據,進行大量的試制工作,同樣也可達到預期效果。模塊與插頭引起的信號外漏現象會發生相互間的信號干涉,為防止信號干涉現象,在平衡鏈路中導體進行扭繞,達到平衡傳輸的目的,扭繞結構會造成信號間的相位變化,也會增大線路上的信號衰減,這個結構稱之為非屏蔽結構(UTP)。4對平衡雙絞線中,每對線的絞距不同,線纜尾端使用模塊化的連接件,形成連接件和接插件之間的相連,相互連接區內形成導體之間進行的平衡結構,即為六類系統的永久鏈路。在永久鏈路內產生了在平衡線路中所發生的信號干擾現象,即為串擾,解決串擾問題是進行高速通信用連接件制造的核心技術。

  在接觸端子之間產生接觸損失會導致衰減、反射損失等現象,這種損失在高速信號傳輸時,會產生障礙和故障,解決這類問題是進行高速通信用連接件制造的核心技術。在模塊與插頭的連接線路中,插頭內的每對連接端子是平衡線路,平衡線路中導體會產生信號外漏及阻抗損耗,阻礙通信的最大因素就是信號外漏。可通過研究E場和H場解決此類問題或從研究反向衰減的方法中尋找解決方案,這是高速通信用連接件制造的核心技術。E場和H場平衡線路上所發生的信號干擾,即電磁場干擾,可通過E場和H場的分布進行描述。

  電子通信線路測試的主要參數是掃頻下進行的相關測量,在這個頻率信號上附加語音或數據包進行傳輸,傳輸速度越高頻率越快。用信號外漏的解決方法來解釋產生問題的插座信號外漏現象,最基本的方法是根據電感和電容所發生的信號外漏仿真圖,在信號集中區域收集信號并進行返送。在設計中,耦合電容的設計是關鍵參數,與耦合線路的長度、線間距離、寬度、補償線路布置等有關。考慮到六類系統采用4對線同時傳輸信號,必然會對其產生綜合遠端串繞,可通過分析,進行計算機仿真,設計出補償線路。國內同行一般進行的六類模塊試制過程主要是在確定主干回路后,在設計出補償回路,進行大量的方案設計和樣品制作,在補償線路、PCB層間結構基本確定后,后續工作主要是通過工藝改進,從而提高性能。

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