一种测试PCB板内信号线S参数的方法和装置与流程

本发明涉及信号完整性技术领域，特别是涉及一种测试pcb板内信号线s参数的方法和装置。

背景技术

随着服务器各总线通信速率越来越高，它们在pcb板中实际走线的特性阻抗是否合乎设计值变得异常重要。不仅如此，对pcb材质的要求也越来越严格，具体表现在实际走线的特性阻抗和插入损耗。因此想要了解pcb信号走线的实际表现，就要提取其s参数进行分析。

目前我们通过测量板边设计的特殊信号线(模拟板内走线)的s参数进行分析，信号线的规格同板内实际走线相同，但不能完全体现板内实际走线的真实环境。虽然也能够得到某种信号线在某频率下的单位损耗情况，但不能反映实际信号线链路在某频率下整链路损耗情况，不能反映pcb过孔、油墨等因素对整链路的影响。可见，目前的测试方法只能验证某类信号线在某频率下单位损耗等情况，更多是验证材料特性，不能反映实际信号走线整链路的损耗等情况。目前的测试方法无法提取信号整链路的s参数。

因此，亟需一种测试pcb板内信号线s参数的方法和装置，能够测试得到pcb板内实际走线的总s参数值，直观反映实际信号走线整链路的损耗，是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种测试pcb板内信号线s参数的方法及装置，能够测试得到pcb板内实际走线的总s参数值，也可以通过计算得到单位s参数，以此验证pcb叠层设计以及后续制造的成品是否符合设计目标，也可用此方法结合仿真验证测试探头的性能。

第一方面，提供一种测试pcb板内信号线s参数的方法，所述方法包括

校准辅助线缆和信号通道；

确定测试模型拓扑，根据拓扑结构测试模型连接信号通道；

将测试探头分别和已校准的线缆连接，与pna组成测试终端；

根据pcb光板上测试目标的位置确定测试探头点测位置，根据拓扑结构测量总体s参数、测试探头s参数，并保存s参数文件；

根据总体s参数、测试探头s参数去嵌，确定测试目标s参数的测试波形图。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述校准辅助线缆和信号通道，包括：

将测试辅助线缆与pna相连；

将第一信号通道和第三信号通道连接在e-cal校准模块；

在pna显示面板点击measure，vna提示完成；

依次对第一信号通道和第二信号通道、第一信号通道和第四信号通道完成上述操作。完成辅助线缆和四信号通道校准工作，消除线缆和pna的影响。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述确定测试模型拓扑，根据拓扑结构测试模型连接信号通道，包括：

确定pna中bal-bal测试模型；

根据拓扑结构测试模型，依次将第一信号通道和第二信号通道、第三信号通道和第四信号通道首尾相连。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述将测试探头分别和已校准的线缆连接，与pna组成测试终端，包括：

将两个测试探头分别与第一信号通道/第三信号通道及第二信号通道/第四信号通道已校准的线缆连接。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述根据pcb光板上测试目标的位置确定测试探头点测位置，根据拓扑结构测量总体s参数、测试探头s参数，并保存s参数文件，包括：

根据pcb光板上测试目标的位置，确定首末端的位置，以此确定探头点测位置；

用测试探头点测测试目标，pna中显示画面波形稳定后抓取保存该波形文件为snp格式，即总体s参数文件；

根据拓扑结构连接两个测试探头，用测试探头点测测试目标，pna中显示画面波形稳定后抓取保存该波形文件为snp格式，即测试探头s参数文件。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述根据总体s参数、测试探头s参数去嵌，确定测试目标s参数的测试波形图，包括：

根据总体s参数、测试探头s参数用plts软件自带afr功能去嵌，确定测试目标s参数测试波形图。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述方法还包括：

根据测试目标s参数在某频率下的具体数值和测试目标总长度，确认pcb光板实际走线单位s参数。

第二方面，提供一种用于测试pcb板内信号线s参数的装置，包括：

校准单元，所述校准单元用于校准辅助线缆和信号通道；

确定单元，所述确定单元用于确定测试模型拓扑，根据拓扑结构测试模型连接信号通道；

连接单元，所述连接单元用于将测试探头分别和已校准的线缆连接，与pna组成测试终端；

所述确定单元还用于根据pcb光板上测试目标的位置确定测试探头点测位置，根据拓扑结构测量总体s参数、测试探头s参数，并保存s参数文件；

所述确定单元还用于根据总体s参数、测试探头s参数去嵌，确定测试目标s参数的测试波形图。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述校准单元具体用于：

将测试辅助线缆与pna相连；

将第一信号通道和第三信号通道连接在e-cal校准模块；

在pna显示面板点击measure，vna提示完成；

依次对第一信号通道和第二信号通道、第一信号通道和第四信号通道完成上述操作。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述确定单元具体用于：

确定pna中bal-bal测试模型；

根据拓扑结构测试模型，依次将第一信号通道和第二信号通道、第三信号通道和第四信号通道首尾相连。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述连接单元具体用于：

将两个测试探头分别与第一信号通道/第三信号通道及第二信号通道/第四信号通道已校准的线缆连接。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述确定单元还具体用于：

根据pcb光板上测试目标的位置，确定首末端的位置，以此确定探头点测位置；

用测试探头点测测试目标，pna中显示画面波形稳定后抓取保存该波形文件为snp格式，即总体s参数文件；

根据拓扑结构连接两个测试探头，用测试探头点测测试目标，pna中显示画面波形稳定后抓取保存该波形文件为snp格式，即测试探头s参数文件。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述确定单元还具体用于：

根据总体s参数、测试探头s参数用plts软件自带afr功能去嵌，确定测试目标s参数测试波形图。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述确认单元还用于：

根据测试目标s参数在某频率下的具体数值和测试目标总长度，确认pcb光板实际走线单位s参数。

第三方面，提供一种受控终端，包括：

处理器、存储器，其中，

该存储器用于存储计算机程序，

该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得终端设备执行上述的终端设备的方法。

因此，本申请提出的测试方法和装置，原理简单，操作性强，不仅能够测试得到pcb板内实际走线的总s参数值，也可以通过计算得到单位s参数，以此验证pcb叠层设计以及后续制造的成品是否符合设计目标，也可用此方法结合仿真验证测试探头的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例的方法的示意性流程图。

图2是本申请整链路总体s参数测试时连接拓扑。

图3是本申请fixtures参数测试时连接拓扑。

图4是本申请一个实施例的装置的示意性框图。

图5是本申请fixturea+fixtureb的s参数中sdd21波形数据。

图6是本申请测试目标s参数去嵌后和去嵌前的波形图。

图7为本发明实施例提供的一种受控终端的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

应理解，文中描述的第一、第二等只是为了指代和区别不同的信号、指令等，其中，第一、第二等不具有先后顺序的限定。

用标准loss测试探头就可以测试coupon设计线的s参数，但板内实际走线(以下realtrace)的首末端不可能设计为可以与标准loss探头端接的样式。因此，我们需要将实际引线走线引出，因此测试探头采用tdr阻抗测试探头(以下简称fixture)得到测试目标dut(deviceundertest)s参数。

图1是本申请一个实施例的方法的示意性流程图。其中，图1执行主体可以为一种用于测试pcb板内信号线s参数的装置。

如图1所示，该方法100包括：

步骤110，校准辅助线缆和信号通道；

步骤120，确定测试模型拓扑，根据拓扑结构测试模型连接信号通道；

步骤130，将测试探头分别和已校准的线缆连接，与pna组成测试终端；

步骤140，根据pcb光板上测试目标的位置确定测试探头点测位置，根据拓扑结构测量总体s参数、测试探头s参数，并保存s参数文件；

步骤150，根据总体s参数、测试探头s参数去嵌，确定测试目标s参数的测试波形图。

可选地，作为本申请一个实施例，所述校准辅助线缆和信号通道，包括：

将测试辅助线缆与pna相连；

将第一信号通道1和第三信号通道3连接在e-cal校准模块；

在pna显示面板点击measure，vna提示完成；

依次对第一信号通道1和第二信号通道2、第一信号通道1和第四信号通道4完成上述操作。

可选地，作为本申请一个实施例，所述确定测试模型拓扑，根据拓扑结构测试模型连接信号通道，包括：

确定pna中bal-bal测试模型；

根据拓扑结构测试模型，依次将第一信号通道1和第二信号通道2、第三信号通道3和第四信号通道4首尾相连。

可选地，作为本申请一个实施例，所述将测试探头分别和已校准的线缆连接，与pna组成测试终端，包括：

将两个测试探头分别与第一信号通道1/第三信号通道3及第二信号通道2/第四信号通道4已校准的线缆连接。

可选地，作为本申请一个实施例，所述根据pcb光板上测试目标的位置确定测试探头点测位置，根据拓扑结构测量总体s参数、测试探头s参数，并保存s参数文件，包括：

根据pcb光板上测试目标的位置，确定首末端的位置，以此确定探头点测位置；

用测试探头点测测试目标，pna中显示画面波形稳定后抓取保存该波形文件为snp格式，即总体s参数文件；

根据拓扑结构连接两个测试探头，用测试探头点测测试目标，pna中显示画面波形稳定后抓取保存该波形文件为snp格式，即测试探头s参数文件。

可选地，作为本申请一个实施例，所述根据总体s参数、测试探头s参数去嵌，确定测试目标s参数的测试波形图，包括：

根据总体s参数、测试探头s参数用plts软件自带afr功能去嵌，确定测试目标s参数测试波形图。

可选地，作为本申请一个实施例，所述方法还包括：

根据测试目标s参数在某频率下的具体数值和测试目标总长度，确认pcb光板实际走线单位s参数。

图2示出了整链路总体s参数测试时连接拓扑，图3示出了fixtures参数测试时连接拓扑。

具体方法包括如下步骤：

(1)将pna开机，对辅助线缆和信号通道进行校准；

(2)选择选择bal-bal测试模型拓扑，通信信道选择1和3对2和4；

(3)将两tdr测试探头fixturea和fixtureb分别和已校准的线缆连接，与pna组成测试终端；在pcb光板上找到dut的位置；

(4)根据图2所示的测试拓扑结构进行dut+fixturea+fixtureb的总体s参数测试，待pna中波形保持稳定后，抓取并保存为.snp格式文件；

(5)根据图3所示拓扑结构进行fixturea+fixtureb的测试探头fixtures参数测试，待pna中波形保持稳定后，抓取并保存为.snp格式文件；

(6)用plts软件自带afr功能去嵌，去除fixture对测试目标duts参数的影响；

(7)在去除fixture影响后的测试目标duts参数波形中，查看某个s参数在某频率下的数值并保存去嵌后的s参数文件，即可完成测试目标duts参数测试。

应当理解的是，步骤(4)中抓取到的文件为dut+fixturea+fixtureb的总体s参数，包含了两个测试探头(fixturea和fixtureb)的s参数。步骤(5)中将两tdr测试探头(即fixturea和fixtureb)以图3的方式端接，连接方式遵循整体拓扑结构。待端接稳定以及pna显示波形稳定后，抓取波形snp文件，就可得到两个探头的s参数信息。然后根据总体s参数、两个测试探头的s参数得到测试目标duts参数，进行去嵌使测试结果更加符合测试目标dut的实际值，使探头影响降到最低。去嵌结束后，就可以得到测试目标duts参数数据波形，我们在去嵌后波形图中查看目标频率下测试目标某个duts参数的具体数值，以此验证pcb叠层设计、制作是否合格，至此测试目标dut的s参数测试工作完成。

图4示出了本申请一个实施例的装置的示意性框图。

如图4所示，该装置400包括：

校准单元410，所述校准单元用于校准辅助线缆和信号通道；

确定单元420，所述确定单元用于确定测试模型拓扑，根据拓扑结构测试模型连接信号通道；

连接单元430，所述连接单元用于将测试探头分别和已校准的线缆连接，与pna组成测试终端；

所述确定单元还用于根据pcb光板上测试目标的位置确定测试探头点测位置，根据拓扑结构测量总体s参数、测试探头s参数，并保存s参数文件；

所述确定单元还用于根据总体s参数、测试探头s参数去嵌，确定测试目标s参数的测试波形图。

可选地，作为本申请一个实施例，所述校准单元410具体用于：

将测试辅助线缆与pna相连；

将第一信号通道1和第三信号通道3连接在e-cal校准模块；

在pna显示面板点击measure，vna提示完成；

依次对第一信号通道1和第二信号通道2、第一信号通道1和第四信号通道4完成上述操作。

可选地，作为本申请一个实施例，所述确定单元420具体用于：

确定pna中bal-bal测试模型；

根据拓扑结构测试模型，依次将第一信号通道1和第二信号通道2、第三信号通道3和第四信号通道4首尾相连。

可选地，作为本申请一个实施例，所述连接单元420具体用于：

将两个测试探头分别与第一信号通道1/第三信号通道3及第二信号通道2/第四信号通道4已校准的线缆连接。

可选地，作为本申请一个实施例，所述确定单元还具体用于：

根据pcb光板上测试目标的位置，确定首末端的位置，以此确定探头点测位置；

用测试探头点测测试目标，pna中显示画面波形稳定后抓取保存该波形文件为snp格式，即总体s参数文件；

根据拓扑结构连接两个测试探头，用测试探头点测测试目标，pna中显示画面波形稳定后抓取保存该波形文件为snp格式，即测试探头s参数文件。

可选地，作为本申请一个实施例，所述确定单元420还具体用于：

根据总体s参数、测试探头s参数用plts软件自带afr功能去嵌，确定测试目标s参数测试波形图。

可选地，作为本申请一个实施例，所述确认单元420还用于：

根据测试目标s参数在某频率下的具体数值和测试目标总长度，确认pcb光板实际走线单位s参数。

图5示出fixturea+fixtureb的s参数中sdd21波形数据。

图6示测试目标s参数去嵌后和去嵌前的波形图。其中，上下两条波形图分别是去嵌后和去嵌前的波形图。

图5、图6可以看出，图例中的测试结果不太理想，因此，该测试方法和系统还可以验证所用测试探头(fixture)是否适合做s参数测试或者只适合在哪个频段进行测试才能得到想要的结果。

图7为本发明实施例提供的一种受控终端700的结构示意图，该受控终端700可以用于执行本申请的方法。

其中，该受控终端700可以包括：处理器710、存储器720及通信单元730。这些组件通过一条或多条总线进行通信，本领域技术人员可以理解，图中示出的服务器的结构并不构成对本申请的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

其中，该存储器720可以用于存储处理器710的执行指令，存储器720可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。当存储器720中的执行指令由处理器710执行时，使得终端700能够执行以下上述方法实施例中的部分或全部步骤。

处理器710为存储设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器720内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，以执行电子设备的各种功能和/或处理数据。所述处理器可以由集成电路(integratedcircuit，简称ic)组成，例如可以由单颗封装的ic所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装ic而组成。举例来说，处理器710可以仅包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)。在本申请实施方式中，cpu可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。

通信单元730，用于建立通信信道，从而使所述存储设备可以与其它设备进行通信。接收其他设备发送的用户数据或者向其他设备发送用户数据。

因此，本申请实施例有益效果：本申请提出的测试方法和装置，原理简单，操作性强，不仅能够测试得到pcb板内实际走线的总s参数值，也可以通过计算得到单位s参数，以此验证pcb叠层设计以及后续制造的成品是否符合设计目标。另外，也可用此方法结合仿真验证测试探头的性能，本实施例所能达到的技术效果可以参见上文中的描述，此处不再赘述。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中如u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者第二设备、网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。