是德科技的PathWave ADS仿真软件，可以轻松仿真PCB串扰，加速产品开发流程

时间： 2024-06-13 来源：是德科技 Keysight Technologies知乎

技术问答

串扰是一种失真，主要来自与数据码型无关的幅度干扰。由于耦合效应，一个干净的信号（我们称为“受扰信号”）可能受到“干扰”信号的串扰影响。干扰信号会使得受扰信号发生变形，并让受扰信号的眼图闭合。工程师希望信号是串扰极小或完全没有串扰的干净信号，如此才能获得张开的眼图，并进行准确无误的数据传输。如果受扰信号中存在串扰，那么这种干扰会导致眼图闭合，从而使得设计裕量变得很小甚至测量结果错误（如下图）。串扰还会降低受扰信号的垂直幅度和水平抖动性能，导致通信链路中的互操作性问题愈发严重。

串扰是怎么产生的？

随着技术的飞速发展，电子产品的而尺寸越来越小，数据的传输速度却越来越高。普通消费类电子产品的PCB电路板很多至少是四层、六层甚至更多层。当信号沿传输线传播时，信号路径和返回路径之间将产生电力线，围绕在信号路径周围就会产生非常丰富的电磁场。这些延伸出去的场也称为边缘场，边缘场将会通过互容与互感转化为另一条传输线上的能量。而串扰的本质，其实就是传输线之间的互容与互感。

串扰可以分成两部分，一部分与信号传输方向相同，传至接收端方向，我们把它叫做远端串扰或者前向串扰。另一部分与信号传输方向相反，传至发送端方向，我们把它叫做近端串扰或者后向串扰。

近端串扰和远端串扰是由传输线的物理结构而决定的，显然在信号的传递过程中近端会首先受到干扰，并且持续的时间比较长，达到传输线的2倍；远端串扰需要经过一段传输线的延时之后才会受到干扰。下图是我们通过仿真获得的近端串扰和远端串扰的波形图。

数据中心利用发射系统和接收系统之间的通道，可以准确有效地传递有价值的信息。如果通道性能不佳，就可能会导致信号完整性问题，并且影响所传数据的正确解读。因此，在开发通道设备和互连产品时，确保高度的信号完整性非常关键。测试、识别和解决导致设备信号完整性问题的根源，就成了工程师面临的巨大挑战。本文介绍了一些仿真和测量建议，旨在帮助您设计出具有优异信号完整性的设备。中央处理器（CPU）可将信息发送到发光二极管显示器，它是一个典型的数字通信通道示例。该通道 — CPU与显示器之间的所有介质 — 包括互连设备，例如显卡、线缆和板载视频处理器。每台设备以及它们在通道中的连接都会干扰 CPU 的数据传输。信号完整性问题可能包括串扰、时延、振铃和电磁干扰。尽早解决信号完整性问题，可以让您开发出可靠性更高的高性能的产品，也有助于降低成本。

串扰与哪些因素有关？

影响串扰的设计因素主要有以下几个方面：

线间距：信号路径之间的距离越近，串扰越明显，随着线间距的增大，无论是近端还是远端串扰都将减小，当线间距大于等于线宽的3倍时串扰已经很小。三倍线宽是工程师们信心的来源，在三倍线宽条件下，串扰基本可以忽略。

信号变化程度：信号瞬间变化会带来明显磁场效应。信号的上升沿/下降沿越陡峭，串扰越明显。

介质层厚度：这里的介质厚度是指信号到参考层距离。介质层厚度的变化会导致串扰的变化。一般情况下，介质层厚度越小，串扰越小。

如何减小串扰？

从串扰的概念就可以看出，不管怎么样，串扰是无法消除的。综上所述，我们可以看到串扰不仅会引入噪声，还会影响到信号时序。所以很多工程师在进行高速电路设计时，都会非常重视对串扰问题的处理。

结合是德科技案例对比以及一些工程经验，我們对于如何减少串扰可以给出一些基本结论：

• 尽量减短传输线之间的耦合长度，尽量保证在耦合饱和长度之内。
• 尽量增加传输线之间的耦合距离，能保证3H（H表示传输线到参考层的距离）的规则更好。
• 在满足信号完整性的前提下，尽量使信号的边沿时间不要过于陡峭，减缓上升的速度。
• 在PCB设计中，对于耦合长度比较长的高速传输线，尽量布到内层的带状线层，可以大大地减少远端串扰。当耦合距离比较短时，可以布线到微带线层，这样可以减少过孔带来的影响。
• 在满足工艺要求的情况下，信号层尽量靠近参考层。
• 在PCB设计中，当相邻层都是信号层时，布线尽量避免相邻层平行布线。最好做到垂直布线，使串扰最小化。
• 尽量要满足传输链路的阻抗匹配。
• 在空间足够大的情况下，可以考虑给高速信号线加屏蔽地，屏蔽地上要有适当的地孔。
• 高速传输线尽量不要布到PCB板的边缘，最好保证达到信号到参考层的距离的20H以上。

是德科技的PathWave ADS仿真软件，可以轻松仿真PCB串扰，结合是德科技的网络分析仪和PLTS软件进行串扰的测试，可以完成从概念设计、仿真、原型机设计、验证到生产制造和部署的全流程管理，从而加速产品开发流程。

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【经验】Keysight网络分析仪E5071C快速校准操作步骤

Keysight E5071C是最主流的网络分析仪，市场保有量最大，性能最稳定的。广泛的用于天线、基站、无源组件、射频有源器件等测试。网分使用之前一定要做好校准，才能保证测试结果的精度。今天我们以E5071C频率为8.5G的网分，来进行校准的操作。

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矢量网络分析仪（VNA）用于表征射频器件和网络。除了测量基本的S参数（如S11、S21等）外，现代VNA还能进行复杂的矢量测量，包括幅度和相位响应，从而提供更全面的器件性能分析。对于高频和毫米波应用，VNA能够提供高精度测量，并支持滤波器、放大器等关键射频元件的表征。

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网络分析仪的TDR和眼图测试

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Keysight E5081A ENA-X矢量网络分析仪，集多种测量功能，可完整验证有源器件性能

全新的Keysight E5081A ENA-X矢量网络分析仪集多种测量功能于一台仪器中，以更快的速度、更大的灵活性、更低的成本进行有源器件全面的表征。

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本文是实际项目中使用Keysight网络分析仪E5063A，进行特性阻抗分析和优化的一些经验小结。

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【选型】Keysight（是德科技）网络分析仪产品选型指南（中文）

目录- 网络分析仪产品简介通用网络分析仪 ENA和精简系列USB矢量网络分析仪 PNA系列矢量网络分析仪多端口测试仪/射频和微波固态开关/PXI多端口网络分析仪 PNA毫米波系统手持式微波分析仪

型号- M9165B,N5221B,PNA-X,N5241B,N9914B,N5225B,N5245B,N5249B,N9950A,E5080B,E5080A,E5092A,E5072A,N9918B,N9951A,N5290A,N5242B,P916XB,P937XA,P916XA,N5234B,N5222B,M9808A,M9804A,P502XA,E5071C,E5063A,M9375A,P937XA 系列,PNA-L 系列,N9952A,N5231B,PNA 系列,P9165B,P9375A,N5247B,N5235B,N5239B,N5227B,P9370A,M9164B,P9164B,N5232B,N9913B,N5224B,P5008A,N5244B,M9019A,N529XA,PNA-X 系列,M980XA,P50XXA,P5024A,P5028A,E5061B

选型指南 - KEYSIGHT - 2020年9月11日 PDF 中文下载

KEYSIGHT自动驾驶与车规芯片测试技术研讨会，共同推动技术创新与发展！

2024年3月15日，KEYSIGHT是德科技与IC PARK共同举办“自动驾驶与车规芯片测试技术”研讨会。本次讲座在中关村集成电路设计园芯学院举行，涵盖毫米波雷达、高级辅助驾驶系统、车载MCU、域控制器高速接口PCIe/DDR，车载以太网以及车载serdes发展趋势与测试挑战等多个热门话题，同时有是德科技示波器、误码仪、网络分析仪、信号分析仪等新品展示与测试技巧交流。

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矢量网络分析仪 TECHNICAL OVERVIEW

型号- PNA,N5241B,N5225B,P502XB 系列,N5249B,872XE,8714B,N9950A,8714C,N338XA,E5080B,E5080A,M937XA,N9918B,4194A,PXI VNA,85541B,N9951A,N1930XB,S97011B,N5242B,N5230A,8753E,P93XXB,N5230C,3577B,P937XA,8753C,P937XB,8753D,8753A,N524X,8753B,N522XA,8713C,N522XB,8713B,872XC,8510X,872XD,872XA,4395A,872XB,P502XB,P502XA,E5063A,8714ET,8714ES,PNA-L 系列,PNA 系列,N5231B,8530A,N5295AX,N5239B,N5227B,85309B,E835XA,E5070B,E5070A,N9916B,3577A,4192A,S94050B,N991XB,S96011B,N991XA,N5232B,P93XX,E836XC,N5244B,E836XB,N522X,S94051B,N9917B,PXI VNA 系列,N5221B,PNA-X,N9914B,PNA-L,N5245B,FIELDFOX 系列,8719E,8719C,8719D,E836XA,8719A,8719B,E5072A,N992XA,872XET,872XES,8712ET,N5290A,8712ES,N9915B,P500XB,P502XA 系列,N5234B,P500XA,P50XX,N5222B,N5253EX,N524XA,N524XB,M981XAS,N526BA,E5071C,E5071B,E5071A,ENA,85320B,85320A,8360B,N9952A,N5291A,N5251A,8753,N5247B,8510A,8752B,N5235B,8752C,8510C,N99XXA,S95011B,N1501A,8510B,8752A,N99XXB,8712B,8712C,N5293AX,S93011B,ENA 系列,8753 系列,E5062A,N5292A,8753ET,8753ES,N5252A,N5264B,N9913B,P938XB,8751A,N5224B,8711C,8711A,N523XA,8711B,N523XB,PNA-X 系列,M980XA,FIELDFOX,P50XXA,P50XXB,E5061B,8719ES,E5061A,8719ET,4195A

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S参数是网络分析仪（network analyzer）的工作语言。S参数也称为散射参数能够完整地描述任何线性、非时变的元件，全面描绘该元件在其可能连接的系统中表现出的特性。散射参数包含相位信息，因此它们是复数形式的相量，同时还与频率有关。一旦知道散射参数，便可以将它们转换为其他网络参数，以便进行电路设计、优化或调谐。

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