Hallo, ich habe mir ein Test-Layout (siehe Anhang) gemacht, um etwas mit meinem VNWA zu spielen. Vier ~50Ohm-Microstrip-Leitungen mit leicht unterschiedlichen Leiterbahnbreiten, um ein Gefühl dafür zu bekommen wie genau die errechnete Leiterbahnbreite in der Praxis (bei diesem LP-Hersteller) passt. Ich bin mir aber nicht sicher wie ich die Messergebnisse (siehe Anhang) interpretieren muss. Mal überwiegt die Reflexion an den SMA-Buchsen, mal am Microstrip selbst. Die Marker sind auf die SMA-Buchsen gesetzt. Ist es besser wenn alles gleichmäßig reflektiert (Microstrip 1&2) oder wenn die größten Reflexionen an den SMA-Buchsen auftreten (Microstrip 3)? Welcher Microstrip ist der beste? Ist die Reflexion am 90°-Winkel von Microstrip 4 wirklich vernachlässigbar oder geht sie bei der Messung in einem Artefakt der Fourier-Transformation unter? Ist der Wellenwiderstand von 44-56Ohm bei 50Ohm-Microstrips im üblichen Bereich? Zum Messaufbau: Die Kalibrierebene liegt in der SMA-Buchse des VNWAs. Für die Verbindung zwischen VNWA und LP habe ich verschiedene Koax-Leitungen durchprobiert. Diese haben einen Einfluss von ca. 0,3dB im Zeitbereich. Die andere SMA-Buchse ist mit einem 50Ohm Kalibrierelement abgeschlossen. Bei der S21-Messung liegen die Strips über den kompletten Frequenzbereich (1MHz bis 1,3GHz) unter 1dB. VNWA Einstellungen im Zeitbereich: Impulse DFT, Lowpass, Rectangular Die SMA-Buchsen sind von Samtec SMA-J-P-H-RA-TH1. FR4 2-lagig 1,55mm Gruß Florian
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Hallo, Florian W. schrieb: > Ist die Reflexion am 90°-Winkel von Microstrip 4 wirklich > vernachlässigbar oder geht sie bei der Messung in einem Artefakt der > Fourier-Transformation unter? Hier gibt es einen schönen Artikel dazu: "90 Degree Corners: The Final Turn" http://www.ultracad.com/articles/90deg.pdf Zitat: "Conclusions: The TDR data do not show any measurable reflections from either 45° or 90° corners in microstrip traces. In theory, there is a change in Zo caused by a corner, but the effect is not sufficient to be resolvable with a 17 ps rise-time pulse. The radiated emission measurements (up to 1.3 GHz.) do not show an increase for 90° corners, compared to 45° corners, that is larger than measurement uncertainty. All of the trace geometries measured produced radiated emissions that were 35-50 dB below the emissions of a 3-cm long monopole antenna and only slightly above those from a straight trace with no corners. For most circuit boards it is expected that discontinuities encountered at IC packages, connectors, and vias will produce much larger reflection or radiation effects than either 45° or 90° corners." Mit freundlichen Grüßen Guido
Florian W. schrieb: > Ist die Reflexion am 90°-Winkel von Microstrip 4 wirklich > vernachlässigbar ... Du darfst die Verluste durch Synchrotronstahlung am 90°-Knick nicht vergessen.
Wäre es nicht viel sinvoller die Reflexionsmessung mit einem 50Ohm Abschlusswiderstand zu machen?
Helmut S. schrieb: > Wäre es nicht viel sinvoller die Reflexionsmessung mit einem 50Ohm > Abschlusswiderstand zu machen? Habe ich gemacht, wie oben beschrieben. Gruß Florian
Warum gibt es auf der x-Achse keine Angabe für Start- und Stopfrequenz?
Helmut S. schrieb: > Warum gibt es auf der x-Achse keine Angabe für Start- und > Stopfrequenz? Gute Frage. Habe die Software gerade nochmal aufgemacht. Jetzt wird es angezeigt. Egal ob der S11-Trace angehakt ist oder nicht. Der Sweep lief in den Screenshots von 1MHz bis 1300MHz.
Hallo, und Marker1 steht im ersten Screenshot bei "1.46276596 nHz". Irgendwie hat die Software noch "Luft nach oben". Mit freundlichen Grüßen Guido
Hallo Florian, hast Du FR4 als Boardmaterial genommen? Das Epsilon r ist da nicht konstant über die Fläche und auch nicht über Hersteller und Fertigungschargen hinweg. Wenn exakter und reproduzierbarer Wellenwiderstand sehr wichtig ist muss man teurere Materialien nehmen.
<OT> wo hast du den VNWA her? Welche Preisklasse in etwa? Kann der bis ca 3GHz messen? </OT>
ZF schrieb: > Wenn exakter und reproduzierbarer > Wellenwiderstand sehr wichtig ist muss man teurere Materialien nehmen. Ja, ist FR4. Ab welchen Frequenzen wird denn der Wellenwiderstand so wichtig, dass man andere Materialien nehmen muss?
> Der Sweep lief in den Screenshots von 1MHz bis 1300MHz.
Da sind doch SMA-Buchsen dran oder?
Also so schlecht kann keine SMA-Buchse sein.
Ich behaupte mal in deinem Messaufbau stimmt etwas nicht oder dein VNWA
ist schlecht. Versuch mal in der Nähe jemand zu finden (Firma, Uni, FH)
um dort eine Vergleichsmessung zu messen.
Florian W. schrieb: > Ja, ist FR4. Ab welchen Frequenzen wird denn der Wellenwiderstand so > wichtig, dass man andere Materialien nehmen muss? Die Grenze ist nicht fest, sie hängt u.a. von den für die jeweilige Anwendung akzeptierbaren Fehlanpassungen und dielektrischen Verlusten ab. Das wird hier aber nicht der Grund für das Problem sein. Wie Helmut und Guido schon schrieben scheint bei den Messungen irgendwas grundsätzlich nicht zu stimmen. Die Periodizität der Welligkeit scheint etwa 100MHz zu sein, ob die Frequenzachse wirklich 0-1,3GHz ist sollte aber nochmal geprüft werden. Ist die Messstrecke ungefähr 10cm? Dann passt das nicht zusammen. Test des Boards an einem zweiten Messplatz wäre in der Tat gut.
Ich habe inzwischen den Verdacht, das Florian ein T-Stück mit einem leerlaufenden Kabel im Messzweig hat. Alternativ kann nur noch der VNWA defekt sein.
Ich kenne solche Ausgaben (ich kenne den DG8SAQ-VNWA) nur dann wenn man bei SMA nicht aufpasst und z.b. SMA-Buchse mit SMS-Stecker-Reverse verbindet (also einen Buchsenpin im Mittelpunkt hat) Richtig kalibriert hast du? Short/Load/Open?
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Florian W. schrieb: > Ist der Wellenwiderstand von 44-56Ohm bei 50Ohm-Microstrips im üblichen > Bereich? +/-10% würde ich als in Ordnung bezeichnen. Solange man keine speziellen Vorgaben macht, bewegen sich alleine die Toleranzen der Leiterplattenfertiger in diesem Bereich. Gibt die grüne Kurve die Rückflußdämpfung wieder? Mit 23 dB oder besser wäre das auch in Ordnung. FR4 ist bei fmax = 1,3 GHz problemlos zu gebrauchen, Rogers o.ä. wäre vollkommen überdimensioniert.
Die grüne Dämpfungswelle sieht aus wie ein Stück Koaxkabel das am Ende offen ist! Schon geprüft ob deine Platine eine Verbindung mit dem Kabel hat? Nicht das Du die Buchsen-Pin mit Buchsenpin verwendest. So hättest du ein offenes Ende! Auch die Microstrip-Buchsen abschließen! Um die reine LP als Messergebnis zu bekommen, musst du das Koaxkabel beim Kalibriervorgang mit einbeziehen. Also offen, Kurzschluss und den 50R muss am Kabelende sitzen.
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Im Anhang ist ein Bild von meinem Testaufbau. Dort habe ich auch die Kalibrierebene (Short, Open, 50Ohm) eingezeichnet. In dem Aufbau sind keine Reverse-SMAs vorhanden. Die grüne Kurve ist eine Transformation in den Zeitbereich (Impulse DFT). Ich habe Microstrip 2 nochmal vermessen und gleichzeitig (aus der gleichen Messung) eine Transformation in den Zeitbereich per Step DFT eingeblendet. Das ist die pinke Kurve. Außerdem ist die S11-Kurve dargestellt (blau). Wenn ich den 50Ohm-Widerstand nicht aufschraube, sieht man, dass der Wellenwiderstand (rot) zum Ende hin steil nach oben geht. Im Buch "Messen mit dem Vektor-Netzwerkanalysator VNWA 2/VNWA 3" haben die Zeitbereichskurven auch diese Periodizität wie in den Screenshots. Man sieht dass ganze andere Werte rauskommen, wenn man die DFT von der Impuls- bzw. von der Sprungantwort macht. Was stimmt?
Mach die Kalibrierebene am Ende des Koaxkabels und versuchs noch einmal
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Florian W. schrieb: > Man sieht dass ganze andere Werte rauskommen, wenn man die DFT von der > Impuls- bzw. von der Sprungantwort macht. Was stimmt? Lies Dir diesbezüglich doch das Helpfile von DG8SAQ zu seinem VNWA durch, dort steht unter Seite 454 dass für diese Messung der Step zu nehmen ist. Meinst Du unter Buch das Buch von G. Palme ? Außerdem beschäftige Dich einmal mit der Verschiebeung der Kalibierebene auf die Testplatine, falls es obiges Buch ist, ist es dort genau beschrieben. EMU
Alex W. schrieb: > Um die reine LP als > Messergebnis zu bekommen, musst du das Koaxkabel beim Kalibriervorgang > mit einbeziehen. Ich habe das so verstanden, dass die Position der Kalibrierebene für den Zeitbereich egal ist. Wenn das Koaxialkabel 10cm lang ist, dass man in der Messkurve den Bereich 0-10cm einfach nicht betrachtet. In meinem Fall also den linken Teil bis ca. 1500ps ignoriert.
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Florian W. schrieb: > Ich habe das so verstanden, dass die Position der Kalibrierebene für den > Zeitbereich egal ist. so ganz stimmt das nun auch wieder nicht, Dein Problem ist , Du möchtest die Zuleitung von den zu messenden Leitungen trennen Lies bitte das Helpfile, es ist wirklich mehr als help, es ist mehr ein Tutorial Was Du brauchst ist Timedomain Gaiting EMU
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Ich habe die Kalibrierebene nun in die SMA-Buchse auf der Leiterplatte gelegt und Microstrip 1 nochmal mit identischen Messparametern wie im ersten Posting ausgemessen (siehe Anhang). Die Abweichung beträgt max. 0,86 Ohm bzw. 1,7 db. Microstrip 1-3 habe ich nochmal mit Time Domain Gating ausgemessen (siehe Anhang). Die Gating-Kurve verändert sich immer, wenn Start oder End-Marker eine "Treppenstufe" der FFT rauf oder runter geschoben werden. Deshalb im Screenshot rechts unten die Impuls-FFT und die Schritt-FFT eingeblendet. Sehen die Messwerte plausibel aus? Gruß Florian
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