一种导线间串扰耦合的测试装置的制作方法

本实用新型属于教学用具技术领域，涉及一种定量测量传输线线间串扰量的测试装置，可用于初学者加深对传输线间串扰的理解。

背景技术：

当今的高速电子线路，传输的信号越来越快，线的布置也越来越密，从低频到微波都被广泛应用，工作频率越高，电路板的电容电感等分布参数的影响越难以忽略，互连线、微带线间的串扰问题越严重，对电子系统能否准确的传输信号将变得至关重要，甚至能够危害到整个系统的正常工作，因此进行合理设计，有效减少串扰，保证信号完整性显得尤为重要。在实际设计中通常应先评估设计的可行性，但是实际制作中，由于制作工艺等导致介质不均匀、传输线长宽误差以及线间距误差等原因，带来的串扰往往很难准确预计，需要借助实验对串扰耦合的影响因素及分类性质进行深入研究。

目前对于串扰耦合实验的装置大都结构复杂，原理深奥难懂，例如卢斌先、衣斌等人公布了叫基于FFT的传输线串扰时域响应分析与实验研究的文章(电波科学学报,2008,23(1):106-110)，通过传输线方程经过计算测量到耦合，但其结构复杂，原理深奥难懂，实验条件不易达到，且没有将电容性耦合与电感性耦合分开来去测量。而国内教学，对于PCB上微带线之间的串扰研究大都仅仅是理论性研究，用软件进行仿真测试定性分析，很少搭建实验系统进行实际的定量测试。一般地两个回路之间的串扰耦合，对于其包含的电容性耦合与电感性耦合同时存在，分不清哪种耦合占主要部分，造成对于测试结果没有说服力，分析不当明确或者无法进行更一步分析，使初学者更加迷惑。当然，由于高频串扰的复杂性以及实验仪器的精度，把测量误差控制在一个可接受的范围是最主要的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的缺陷，提供了一种导线间串扰耦合的测试装置，旨在实现让初学者探究回路阻抗对串扰耦合量的影响，对电容性串扰耦合与电感性串扰耦合的独立测量，并简化结构。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案，包括介质板1，所述介质板1的一个侧面印制有金属底板2，另一侧面印制有至少一个混合串扰测试单元3、至少一个电容性耦合串扰测试单元4和至少一个电感性耦合串扰测试单元5；所述混合串扰测试单元3、电容性耦合串扰测试单元4和电感性耦合串扰测试单元5，均包括两条平行设置的金属微带，其中一条金属微带的两端以及另一条金属微带的一端分别与固定在介质板1上的BNC转接头6的中心导体连接，且混合串扰测试单元3中一端连接BNC转接头6的金属微带上加载有贴片可调电阻7，其自由端通过金属化过孔8与金属底板2相连，电感性耦合串扰测试单元5中一端连接BNC转接头6的金属微带的自由端通过金属化过孔8与金属底板2相连；所述BNC转接头6的四个引脚穿过介质板1分别与金属底板2相连。

上述的一种导线间串扰耦合的测试装置，所述BNC转接头6，其特征阻抗为50欧姆。

上述的一种导线间串扰耦合的测试装置，所述混合串扰测试单元3、电容性耦合串扰测试单元4和电感性耦合串扰测试单元5，其中的金属微带的宽度相等。

上述的一种导线间串扰耦合的测试装置，所述贴片可调电阻7，其加载位置靠近所在金属微带自由端的一侧。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

本实用新型介质板上印制的混合串扰测试单元、电容性耦合串扰测试单元、电感性耦合串扰测试单元，实现让初学者探究回路阻抗对串扰耦合量的影响，对电容性耦合与电感性耦合的独立测量，装置功能强大且结构简单明确，电路板层数较少，成本低、体积小，测试方法简单。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型BNC转接头与金属微带及金属底板的连接关系示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步详细描述。

参照图1，本实用新型包括介质板1、印制在介质板1一侧的金属底板2和另一侧的混合串扰测试单元3、电容性耦合串扰测试单元4、电感性耦合串扰测试单元5。

所述介质板1材料为Fr4，相对介电常数为4.4，厚1.7mm，尺寸为200mm×100mm。

混合串扰测试单元3、电容性耦合串扰测试单元4、电感性耦合串扰测试单元5中的金属微带的宽度相等，为2.5mm，该方案使得金属微带的特征阻抗为50欧姆，以保证整个测试过程中信号源、金属微带、示波器的阻抗匹配。要测试相互之间串扰耦合的金属微带应该互相平行以减小测试误差，且内边相距2mm。

混合串扰测试单元3、电容性耦合串扰测试单元4和电感性耦合串扰测试单元5，均包括两条平行设置的金属微带，其中一条金属微带的两端以及另一条金属微带的一端分别与固定在介质板1上的BNC转接头6的中心导体连接。所述BNC转接头6的四个引脚穿过介质板1分别与金属底板2相连且其特征阻抗为50欧姆。

混合串扰测试单元3中一端连接BNC转接头6的金属微带上加载有贴片可调电阻7，其自由端通过金属化过孔8与金属底板2相连；所述贴片可调电阻7，其加载位置靠近所在金属微带自由端的一侧。此方案是保证构建两个回路使其发生串扰，这样所测试到的是电容性串扰耦合量与电感性串扰耦合量的叠加。

电感性耦合串扰测试单元5中一端连接BNC转接头6的金属微带的自由端通过金属化过孔8与金属底板2相连；此方案是保证其中一条金属微带的一端相当于和金属底板2短路，这样所测试到的是电感性串扰耦合量。

电容性耦合串扰测试单元4中一端连接BNC转接头6的金属微带的自由端没有与金属底板2相连；此方案是保证其中一条金属微带的一端相当于和金属底板2断路，这样所测试到的是电容性串扰耦合量。

本实用新型的实施例工作在1Mhz～80Mhz之间。

本实用新型的测试步骤包括：

步骤1)打开信号源和示波器，将混合串扰测试单元3中，两端都有BNC转接头6的金属微带一端的BNC转接头6连到信号源的输出接口上，将另一端的BNC转接头6连到示波器的一个输入通道中，完成干扰电路的搭建。

步骤2)将混合串扰测试单元3中另一条金属微带有BNC转接头6的一端连接接到示波器的另一输入通道中，完成受害电路的搭建。

步骤3)设置信号源内阻以及示波器的两个输入通道的阻抗均为50欧姆，设置信号源的输出信号为正弦波信号。

步骤4)观察示波器上的信号波形，记录两个输入通道上的的幅值，此时测试的是电容性耦合和电感性耦合串扰量的叠加。

步骤5)调节贴片可调电阻的阻值，进行多次测试。

步骤5)电容性耦合串扰测试单元4的测试步骤与混合串扰测试单元3的测试步骤相同，其测试结果即为电容性耦合的串扰量。

步骤6)电感性耦合串扰测试单元5的测试步骤与混合串扰测试单元3的测试步骤相同，其测试结果即为电感性耦合的串扰量。

以上显示和描述了本实用新型的主要特征和本实用新型的优点。本实用新型所属技术领域的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的主要特征，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。