在射频领域,测量PCB(印刷电路板)的S参数是至关重要的,因为它能提供关于电路性能的关键信息,如阻抗匹配、插入损耗和反射系数等。在使用铜管进行测量时,有一些注意事项需要特别关注,以确保测量结果的准确性和可靠性。
铜管的长度应当适中。理想情况下,在未连接任何待测物时,S11参数在Smith图上应显示为完全开路状态。过长的铜管会导致校准困难,即使使用Port Extension功能也无法完全消除影响。长铜管可能引入额外的阻抗偏差,使得测量到的PCB阻抗不准确,从而影响匹配网络的设计。匹配网络的调整将基于错误的阻抗数据,导致最终的匹配效果不佳。
无论是PCB走线还是铜管,长度增加都会导致50欧姆特性阻抗偏离,进而产生不匹配损失。这会影响到插入损耗的测量,使得测量值高于实际PCB的损耗。因此,仅仅测量插入损耗而不关注阻抗是不够的,错误的阻抗测量将导致过大的损耗读数。
接着,正确的校准和Port Extension过程是必要的。在将铜管弯曲以适应PCB焊接位置之前,必须先进行校准和Port Extension,确保在Smith图上的S11参数呈现理想的开路状态。然而,弯曲铜管会改变其阻抗特性,因此必须使用弯折后的铜管进行Port Extension校准,以保证后续测量的准确性。
此外,良好的接地对于减少干扰和确保测量精度至关重要。在PCB边缘的Pad接地时,应当确保有足够的接地面积,并且接地位置尽可能靠近Pad。如果Pad附近的接地空间有限,可以选择在多个位置进行接地,如黄圈和红圈所示,即使其中一个位置离Pad较远,也要确保在Pad附近找到可接地的位置。在某些情况下,甚至需要在铜管外部增加Pogo pin来辅助接地,以避免因接地不足或距离过远导致的过大损耗。
总结来说,测量PCB的S参数时,需要注意以下几点:
1. 铜管长度不宜过长,以免影响校准和阻抗准确性。
2. 弯曲铜管后必须重新进行Port Extension校准。
3. 确保铜管有足够的接地,且接地位置靠近Pad。
4. 如果接地空间有限,应在多个位置进行接地补偿。
5. 在必要时,使用Pogo pin增强接地效果。
遵循这些注意事项,可以提高射频PCB S参数测量的精确度,从而优化设计并确保系统性能。