PCB線(xiàn)路闆調試技術之六類模塊(kuài)

在PCB抄闆及設計工作中，我們常常要對電路闆進行調試與測試，六類模(mó)塊電路(lù)闆的調試就是其中一種，為了能(néng)讓大家更好的理解六類模塊電路闆的調試技術，我先給大家簡單的介紹一下六類模塊。六類模塊的核(hé)心部件是線路闆，其設計結(jié)構、制作工藝基本上就決定(dìng)了(le)産品的性能指标，六(liù)類模塊(kuài)執行的标準是(shì) EIA/TIA 568B.2-1，當中(zhōng)最為重要的參數(shù)是插入損耗、回(huí)波損耗(hào)、近端串擾等(děng)。

插入損耗 (Insert Loss)：由于傳(chuán)輸通道阻抗的存在，它會随着信号(hào)頻率(lǜ)的增加而(ér)使信号的(de)高頻分量衰減加大(dà)，衰減不僅(jǐn)與信号頻率有關，也(yě)與傳輸距離(lí)有關，随着長度的增加，信号衰減也(yě)會随着增加。回波損耗(Return Loss)：由于産品中阻抗發(fā)生變化，就會産生局部震蕩，緻使信号反(fǎn)射，被反射到發送端的一部分能量會形成噪(zào)音，導緻(zhì)信号失真，降低傳輸性能。如全雙工的千兆網(wǎng)，會将反射信(xìn)号(hào)誤認為(wéi)是收到的信号而引起有用信号的波動，造成混亂，反射的能(néng)量越少，就意味(wèi)着通道采用線路的阻(zǔ)抗(kàng)一緻性越好，傳輸信号越完整，在通道上的噪音就越小。回波損耗(hào)RL的計算公式：回(huí)波損耗=發射信号÷反(fǎn)射信号。

在設計中，保證阻抗的全線路一緻性以及與100歐姆阻抗的六類(lèi)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(jù)離不均勻、傳(chuán)輸線路銅導體截面變化、模(mó)塊内的導(dǎo)體與六類線纜導體不匹配等，都會引起回(huí)波損耗參數(shù)變化。近端(duān)串擾(NEXT)： NEXT是指(zhǐ)在一對傳輸線路中，一對線對另(lìng)一(yī)對線的信(xìn)号耦(ǒu)合，即為當一條線對發送信号時，在另一條相鄰的線對收到的信号。這(zhè)種串(chuàn)擾信号主(zhǔ)要是由于臨近繞對通過電容或電感耦(ǒu)合過(guò)來的，通過補償的辦法，抵消、減弱其幹擾信号，使其不能産生駐波是解決該參數失效(xiào)的主要辦法(fǎ)。

在模塊(kuài)試制階(jiē)段(duàn)，用理論做指導，以計算機輔助設計為依據，就能很快(kuài)的達到預期(qī)效果。在國内進(jìn)行的六類模塊(kuài)PCB設計(jì)中，主(zhǔ)要以(yǐ)線路對角補償理(lǐ)論(lùn)做依據，進行大量的試制工作，同樣也可達到預期(qī)效果。模塊與(yǔ)插頭引起的信号外漏現象會發生相互間的信(xìn)号幹(gàn)涉，為防止信号幹涉現象，在平衡鍊路中導體(tǐ)進行扭繞，達到平衡傳輸(shū)的目的，扭繞結構(gòu)會造成信号間的相位變化，也會增大線路上的信号衰減，這個結構稱(chēng)之為非(fēi)屏蔽結構(gòu)(UTP)。4對平衡雙絞線中，每對線的絞距不同，線纜尾(wěi)端使用模塊化(huà)的連接件，形成連接件和接插件之間的相連(lián)，相互連接區内形成導體之間進行(háng)的平衡結構，即為(wéi)六(liù)類(lèi)系統的永久鍊路(lù)。在永久鍊路内産生了在平衡(héng)線路中所發生的(de)信号幹擾現象，即為串擾，解決串擾問題是進行高速通信用連接件制(zhì)造的核心技術。

在接觸(chù)端子之間産生接觸損失會導(dǎo)緻衰減、反射損失(shī)等現象，這種損失在高(gāo)速信号傳輸時，會産(chǎn)生障礙和故障，解決(jué)這類問題是進行高速通信用連接件制(zhì)造(zào)的核心技術。在模塊與插頭(tóu)的連接線路中，插頭内(nèi)的(de)每對連接端子是平衡線路(lù)，平衡線路中導體會産生信(xìn)号外漏及阻抗損耗，阻礙通信的最大因素就是信号外(wài)漏。可(kě)通過研(yán)究(jiū)E場和H場解(jiě)決此類問題或從研究反向衰減的方法中(zhōng)尋找解決方(fāng)案，這是高速通信用(yòng)連接件制造的核心技術。E場和H場平(píng)衡線路上所發生(shēng)的信(xìn)号幹擾(rǎo)，即電磁場幹(gàn)擾，可通過E場和H場的分布(bù)進行描述。

電子通信線(xiàn)路測試的主要參數是掃頻下進行的相關測(cè)量，在(zài)這個頻率信号(hào)上附加語音或數據包進行傳輸，傳(chuán)輸速度越高頻率越(yuè)快。用信号外漏的解決方法來解釋(shì)産生問題的插座信号外(wài)漏現象，最基本的方法是根據電感和電容所(suǒ)發生的信号外漏仿真圖，在信号集中區域收集信(xìn)号并進行(háng)返送。在設計中，耦合電容的(de)設計是(shì)關鍵參數，與耦合線路的長度、線間距離、寬度、補償線路(lù)布置等有關。考慮到六類(lèi)系統采用4對線同時(shí)傳輸信号，必然會對其産生綜合(hé)遠端串繞，可通過分析，進行計算機仿真，設計出補償線路。國内同行一般進行的六類模(mó)塊試制過程主要是(shì)在确定主幹回(huí)路後，在設計出補償回路，進行大量的方案設(shè)計和樣品制作，在補償線路、PCB層間結構基本确定後，後續(xù)工作(zuò)主要是通過工藝改(gǎi)進，從而提高性能。

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