利用S参数对RF开关模型进行高频验证

作者：时间：2011-11-23 来源：网络

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传输线路设计

传输线路的阻抗由线路上的电感和电容的比值设置。图3所示为一个简单的传输线路模型。
图3.jpg
图3. 传输线路的集总元件模型
 利用计算目标频率时的复阻抗的公式，确定获得特定阻抗所需的L和C的值。调整L和C的方式取决于传输线路模型的类型，最常用的模型是“微带线”和“共平面波导”模型。利用物理参数，例如从走线到地层的距离、走线宽度和PCB基板介电常数等，可以平衡电感和电容，从而提供所需的阻抗。设计传输线路阻抗的最简单方法是使用阻抗设计程序，此类程序有很多。

测量阻抗

设计并生产出传输线路后，必须测量其阻抗，以验证设计和实施无误。一种测量阻抗的方法是使用时域反射(TDR)。TDR测量可以反映PCB走线的信号完整度。TDR沿着信号线发送一个快速脉冲，并记录反射情况，然后利用反射信息计算距离信号源特定长度处的路径阻抗。利用阻抗信息可以找到信号路径中的开路或短路，或者分析特定点的传输线路阻抗。
TDR的工作原理是：对于一个不匹配的系统，在信号路径上的不同点，反射会与信号源相加或相减（相长和相消干涉）。如果系统（本例中为传输线路）匹配50 ，则信号路径上不会发生发射，信号保持不变。然而，如果信号遇到开路，反射将与信号相加，使之加倍；如果信号遇到短路，反射将通过相减与之抵消。
如果信号遇到一个端接电阻，其值稍高于正确的匹配阻抗，则在TDR响应中会看到一个凸起；若端接电阻值稍低于匹配阻抗，则在TDR响应中会出现一个凹陷。对于容性或感性端接，将看到相似的响应，因为电容在高频时短路，电感在高频时开路。

在所有影响TDR响应精度的因素中，最重要的一个是沿信号路径发送的TDR脉冲的上升时间。脉冲的上升时间越快，则TDR可以分辨的特征越小。
根据TDR设备设定的上升时间，系统可以检测的两个不连续点之间的最短空间距离为：

(9)

其中：
lmin = 从信号源到不连续点的最短空间距离
c0 = 光在真空中的传播速度
trise = 系统的上升时间
εeff = 波在其中行进的介质的有效介电常数
若是检测相对较长的传输线路，20 ps到30 ps的上升时间即足够；但若要检测集成电路器件的阻抗，则需要比这快得多的上升时间。
记录TDR阻抗测量结果有助于解决传输线路设计的各种问题，如错误的阻抗、连接器结点引起的不连续以及焊接相关问题等。