ＰＣＢ分布参数阻抗测试电缆及配用的阻抗测试条制造技术

一种ＰＣＢ分布参数阻抗测试电缆及配用的阻抗测试条。分布参数阻抗测试电缆包括两对测试电缆，每对测试电缆包含两根同轴电缆，两根同轴电缆的一端分别连接有ＢＮＣ电缆连接头；两根同轴电缆的另一端的内导体与一测试探针合焊在一起，两根同轴电缆的外导体与一接地探针合焊在一起，绝缘体、测试探针和绝缘介质板构成电缆测试头。阻抗测试条包括单端阻抗测试条和耦合差分阻抗测试条，两阻抗测试条的测试孔和接地孔成等边三角形分布，孔距与两测试探针的间距相同。使用本实用新型专利技术可准确测出计算单端阻抗和耦合差分阻抗的全部分布参数，达到用参数法精确测试ＰＣＢ分布参数阻抗的目的。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电变量参数测试
，具体涉及高频微波传输线分布参数测试技术，尤其是一种用可与1M以上频率的自动平衡电桥参数测试仪配用的，可对印制电路(PCB)分布参数之阻抗精确测试的分布参数阻抗测试电缆及配用的单端阻抗测试条和耦合差分阻抗测试条。
技术介绍
PCB电路中由于阻抗线通常很短，直接从PCB电路中进行阻抗测试是很困难的，因此便在加工PCB电路的印制板上专门设计了一定长度的阻抗线，用于测试，它们的物理尺寸和PCB电路中相应阻抗线相同，而且又是在相同工艺条件下同时与PCB电路一起加工的，这种专供测试用的阻抗线被切割下来形成阻抗测试条，通过对其阻抗线的阻抗特性的测试便反映了PCB电路中相应阻抗线的特性。阻抗测试条有单端阻抗测试条和耦合差分阻抗测试条之分(见图1，图2图3，图4)。因此PCB电路阻抗的测试主要是对阻抗测试条的测试。 阻抗测试可采用TDR时域反射法和分布参数测试法，参数测试法的理论根据是微波传输线理论，根据微波传输线理论，微带线的阻抗值有 式中L和C分别为微带线的分布电感和分布电容。耦合差分阻抗线的差分阻抗有 式中Lself，Cself分别是每条耦合线的自电感和自电容；Lm，Cm分别是两耦合线之间的互电感和互电容。 只要能测准这些分布参数值，便能准确计算出PCB电路的阻抗线阻抗，因此关键在于对PCB电路阻抗线分布参数的准确测试，图5参数测试仪中的自动平衡测试电桥连接待测器件DUT的高电位点Hp，高电流点Hc和低电位点Lp，低电流点Lc由4根测试同轴电缆引出，为扩展测试阻抗范围和消除各种寄生参数的影响4根同轴电缆与待测器件的连接方式以图6所示4TP(4 terminal pair)结构为最佳，即将Hc，Hp引出的两同轴电缆的内导体和Lc，Lb引出的两同轴电缆内导体分别焊接在一起作为两测试端与待测器件连接，4根同轴电缆的外导体在靠近测试端一端分别连接在一起。用这种性能良好的4TP结构能否测出计算PCB电路阻抗条中的微带线和耦合差分阻抗线在所需分布参数呢？实际情况是除了能测准微带线电容和耦合差分阻抗线自电容参数外，对其它参数都是测不了或测不准的，如对微带线的电感和耦合差分阻抗线的自电感存在测不准，对耦合差分阻抗线的互电感，互电容参数则是测不了的，这是因为用于测试PCB电路单端阻抗测试条和耦合差分阻抗测试条中，阻抗线通常长度都在15cm左右，在4TP结构Hp、Hc电缆对与Lp、Lc电缆对之间外导体要连接长于15cm的导线，会带来较大寄生电感，同时该连接线位置不同，形状有异，其寄生电感数值都会发生变化，因而很难测准只有几十nH的微带线电感和耦合差分阻抗线的自电感，耦合差分阻抗线的互电感更小，要单独测出更是不可能的，测试耦合差分阻抗线的互电容，只能将4TP结构两测试端分别连接在两耦合线上，但这样测出的不是互电容，而是两耦合线间互电容与两耦合线自电容串联后相并联的结果，同时还要受到与阻抗条金属接地板接触的支撑物介质性能的影响。因此必须寻找一种适于PCB分布参数法阻抗测试的方法、电缆及配用的阻抗测试条。
技术实现思路
本技术的目的是要克服公知技术的缺陷，提供一种适于PCB分布参数法精确测试阻抗的PCB分布参数阻抗测试电缆及配用的阻抗测试条。 为实现上述目的，本技术采用的技术方案是 一种分布参数阻抗测试电缆，包括两对测试电缆，每对测试电缆包含有两根同轴电缆，每根同轴电缆的一端分别连接有一个BNC电缆连接头，该端同轴电缆的内导体与BNC电缆的中心导体相连，该端同轴电缆的外导体与BNC电缆连接头的外导体相连；其特征是所述两同轴电缆的另一端的内导体与一测试探针合焊在一起，两同轴电缆的外导体与一接地探针合焊在一起，接地探针及测试探针分别焊接在一绝缘介质板的两个金属化孔上，一绝缘体将测试探针、接地探针和绝缘介质板包裹为一体而构成电缆测试头。 与上述分布参数阻抗测试电缆配用的单端阻抗测试条，其特征是所述单端阻抗测试条由含有同一金属接地板的两根平行且同样的微带线组成，两根微带线的线间距大于微带线线宽的2倍；在两微带线的两端分别设有测试孔，在每端测试孔的外侧设有与金属接地板相连的接地孔，各端对应的测试孔与接地孔呈等边三角形分布，等边三角形的边长与所述测试探针和所述接地探针之间的间距相等。 上述分布参数阻抗测试电缆配用的耦合差分阻抗测试条，包括含有同一金属接地板的两根相同的相互耦合的微带线，其特征是所述两耦合微带线的间距小于耦合微带线线宽的2倍；在两耦合微带线的两端分别设有测试孔，在每端测试孔的外侧设有与金属接地板相连的接地孔，每端对应的两测试孔与接地孔呈等边三角形分布，等边三角形的边长与所述测试探针和所述接地探针之间的间距相等。 本技术提出了一种新型的PCB分布参数阻抗测试电缆及配用的两种阻抗测试条。使用本技术PCB分布参数阻抗测试电缆及配用的阻抗测试条结合本设计人所专利技术的方法，可准确测出计算单端阻抗和耦合差分阻抗的全部分布参数，从而达到了用参数法精确测试PCB分布参数阻抗的目的。附图说明图1是普通单端阻抗测试条的示意图； 其中18-微带线；19-金属接地板；20-印制板基材；21-测试孔；22-接地孔。 图2是图1之A-A处的剖视图； 图3是普通耦合差分阻抗测试条的示意图； 其中23-印制板基材；24-耦合差分阻抗测试条；25-金属接地板；27-测试孔；28-接地孔。 图4是图3之B-B处的剖视图； 图5是参数测试仪的自动测试电桥的示意图； 图6是4TP结构阻抗测试示意图； 其中29-同轴电缆外导体；30-同轴电缆内导体；DUT-待测器件。 图7是本技术PCB分布参数阻抗测试电缆之示意图； 其中1-测试电缆；；2-同轴电缆；4-内导体；5-测试探针；6-接地探针；61-外导体；7-介质板；8-金属化孔；9-注塑绝缘体；10-电缆测试头；3-BNC电缆连接头；31-BNC电缆中心导体；32-BNC电缆连接头的外导体。 图8本技术单端阻抗测试条的示意图； 其中11-测试孔；12-接地孔；15-微带线；171-金属接地板；17-印制电路板。 图9是图8之C-C处的剖视图； 图10是本技术测试微带线电感L测试示意图； 其中5-测试探针；6-接地探针。 图11是本技术测试耦合差分阻抗线电感时的电流流向图； 其中5-测试探针；6-接地探针；13-测试孔；14-接地孔。 图12是本技术测试线电容时测试探针与接地探针的连接示意图； 图13是本技术测试耦合差分阻抗线互电容时测试探针与接地探针的连接示意图。具体实施方式 以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。 PCB分布参数阻抗测试电缆，如图7所示，该电缆包括两对测试电缆1，每对测试电缆都设有两根同轴电缆2，这两根同轴电缆的一端分别连接有一个BNC电缆连接头3。同轴电缆中的内导体4与BNC电缆中心导体31相连，同轴电缆的外导体61与BNC电缆连接头的外导体32相连。这两根同轴电缆的内导体4的另一端的内导体4都与一测试探针5合焊在一起；这两根同轴电缆的另一端的外导体61都与一接地探针6合焊在一起。接地探针6及测试探针5则分别焊接在一绝缘介质板7的两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布参数阻抗测试电缆，包括两对测试电缆（１），每对测试电缆包含有两根同轴电缆（２），每根同轴电缆的一端分别连接有一个ＢＮＣ电缆连接头（３），该端同轴电缆的内导体（４）与ＢＮＣ电缆的中心导体（３１）相连，该端同轴电缆的外导体（６１）与ＢＮＣ电缆连接头的外导体（３２）相连，其特征是：所述两同轴电缆的另一端的内导体（４）与一测试探针（５）合焊在一起，两同轴电缆的外导体（６１）与一接地探针（６）合焊在一起，接地探针及测试探针分别焊接在一绝缘介质板（７）的两个金属化孔（８）上，一绝缘体（９）将测试探针（５）、接地探针（６）和绝缘介质板（７）包裹为一体而构成电缆测试头（１０）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阳泽彬，
申请(专利权)人：深圳市博敏电子有限公司，阳泽彬，
类型：实用新型
国别省市：94[]