摘要:高带宽示波器是电子研发、通信测试、半导体制造等领域的 “波形窗口”,需捕捉 GHz 级高频信号(如 5G 基站的 256QAM 调制信号、芯片的高速串行总线信号),并通过 PCB 实现信号的低失真传输(带宽需达 2-50GHz,波形保真度误差≤3%)。但普通
高带宽示波器是电子研发、通信测试、半导体制造等领域的 “波形窗口”,需捕捉 GHz 级高频信号(如 5G 基站的 256QAM 调制信号、芯片的高速串行总线信号),并通过 PCB 实现信号的低失真传输(带宽需达 2-50GHz,波形保真度误差≤3%)。但普通 PCB 的高频特性不足常导致测试偏差:某通信企业测试 5G 基站信号时,因 PCB 对 28GHz 信号的衰减超 6dB/m,无法还原信号的幅度与相位;另一案例中,某半导体厂商的 40GHz 示波器,因 PCB 阻抗失配(偏差超 10%),导致 DDR5 内存的波形出现过冲(超 20%),误判芯片性能不达标。要突破这些技术瓶颈,高带宽示波器 PCB 需从 “超高频低损耗基材、精准阻抗控制、信号完整性优化” 三方面构建核心竞争力。
首先是超高频低损耗基材选型。高频信号(≥10GHz)对 PCB 基材的介质损耗极为敏感:普通 FR-4 基材(tanδ≈0.01@10GHz)传输 10cm,28GHz 信号衰减超 10dB;而专用高频基材能显著降低损耗。需根据带宽需求精准选型:2-10GHz 带宽示波器,选用罗杰斯 RO4350B(tanδ≤0.004@10GHz),10cm 传输衰减≤4dB;10-50GHz 带宽示波器,需升级为罗杰斯 RO4835HT(tanδ≤0.003@20GHz)或松下 R-5775(tanδ≤0.004@50GHz),28GHz 信号 10cm 传输衰减可控制在 2dB 以内。某通信企业通过基材升级,28GHz 信号的衰减从 10dB 降至 2dB,5G 基站信号的幅度误差从 5% 降至 1.5%,满足测试标准。
其次是精准阻抗控制与布线优化。高带宽示波器的信号线路(如探头输入线、采样时钟线)需严格控制阻抗(通常为 50Ω 或 75Ω),阻抗偏差超 5% 会导致信号反射,引发波形过冲或振铃。需采用三大关键技术:一是 “阻抗精准计算”,通过 Polar SI9000 软件模拟布线参数 —— 以 RO4835HT 基材(介电常数 3.48±0.05)为例,50Ω 阻抗的差分对需设计为线宽 0.22mm、线距 0.16mm,单端线需设计为线宽 0.3mm;二是 “高精度布线工艺”,采用激光直接成像(LDI)技术,线宽公差控制在 ±0.01mm,阻抗偏差可精准控制在 ±3% 以内;三是 “减少阻抗突变点”,线路弯折处采用 “45° 角” 或 “圆弧过渡”(半径≥1mm),避免直角导致的阻抗突变,某测试显示,圆弧过渡的线路反射系数从 - 15dB 降至 - 25dB,波形过冲从 20% 降至 5% 以下。
最后是信号完整性的全链路优化。高带宽示波器的 PCB 需同时保障 “探头输入 - 信号放大 - 采样存储” 全链路的信号完整性,避免链路中某一环节的缺陷影响整体测试精度:一是 “探头接口匹配”,在探头输入端子处并联 50Ω 匹配电阻(精度 ±1%),减少信号反射;二是 “高速采样时钟优化”,采样时钟线路(如 1GHz 时钟)采用 “蛇形布线”,长度差控制在 ±0.5mm 以内,确保时序同步;三是 “电源噪声抑制”,在高速 ADC(如 ADI AD9680,采样率 1GSPS)供电端串联磁珠(阻抗 1kΩ@100MHz),并联 22μF 钽电容 + 0.1μF MLCC 电容(X7R 材质),将电源纹波控制在 10mV 以内,避免噪声耦合至采样信号。某半导体厂商通过全链路优化,DDR5 内存波形的过冲从 20% 降至 3%,芯片性能测试的误判率从 8% 降至 0.5%。
针对高带宽示波器 PCB 的 “超高频、精准阻抗、信号完整性” 需求,捷配推出测试级解决方案:超高频基材支持罗杰斯 RO4350B/RO4835HT(2-50GHz 带宽适配),10cm 衰减≤2dB;阻抗控制采用 LDI 工艺 + Polar SI9000 模拟,偏差 ±3% 以内;信号完整性优化含探头匹配电阻 + 蛇形时钟布线 + 多级电源滤波,波形过冲≤5%。同时,捷配的示波器 PCB 通过 PCI-SIG 信号完整性测试、IEEE 1687 边界扫描测试,适配 2-50GHz 高带宽示波器。此外,捷配支持 1-8 层高频 PCB 免费打样,48 小时交付样品,批量订单可提供阻抗测试报告与信号完整性分析报告(眼图、反射系数),助力测试仪器厂商研发高保真、高带宽的示波器,为电子研发与通信测试提供可靠的波形观测工具。
来源:总有无能为力的不愉