美国 TEKTRONIX 泰克 PCB阻抗测试仪(TDR)

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美国

TEKTRONIX

泰克

PCB阻抗测试仪(TDR)

DSA8200(20G)


产品描述

泰克(Tektronix)提供PCB阻抗测试仪,特别是采用时域反射测量(TDR)技术的设备,能够进行精确的阻抗测试和信号完整性分析。这些设备在PCB制造和测试领域非常重要,因为它们可以帮助工程师检测和分析电路板上的阻抗不连续性,从而确保信号传输的质量和可靠性。

泰克的TDR解决方案包括多功能实时示波器,如4/5/6系列B MSO实时示波器,提供高达10 GHz的采集带宽和7.5 GHz的TDR带宽。工程师只需进行简单的设置,包括泰克混合信号示波器、TDR模块以及SMA电缆或TDR探头,即可执行TDR测量。

此外,泰克还提供专门的PCB阻抗测试解决方案,如TTR500系列2端口矢量网络分析仪(VNA),这是泰克最新推出的突破性产品,融合了完美的测试性能与易用性。TTR500系列拥有高性价比,提供超过122 dB的动态范围和小于0.008 dB的轨迹噪声

泰克(Tektronix)DSA8300/DSA8200 系列数字串行分析仪(等效时间采样示波器),配合专用 TDR 采样模块使用,是业界 PCB 阻抗测试的高端方案。下面从产品体系、核心技术参数、应用场景三个维度详细介绍。


一、泰克 TDR 阻抗测试产品体系

泰克的 TDR(时域反射计)阻抗测试方案并非单一仪器,而是主机 + 采样模块 + 软件的模块化组合,主要分两个档次:

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档次 主机型号 TDR 带宽 定位
高端采样示波器 DSA8300 / DSA8200 最高 50 GHz TDR 带宽 研发实验室、高速互连认证、PCB 厂阻抗认证
中端实时示波器 4/5/6 系列 B MSO(选件 TDR) 7.5 GHz TDR 带宽(采集带宽 10 GHz) 产线快速测试、成本敏感型挂片测试

你图片中的外观(蓝色顶盖、多插槽模块式主机、屏幕显示眼图 / 阻抗曲线)属于 DSA8300 主机,是目前泰克 TDR 阻抗测试的旗舰平台。


二、核心技术参数

1. DSA8300 主机主要指标

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参数项 规格
垂直分辨率 16 位 ADC;电接口分辨率 <20 μV LSB(1 V 全量程)
电接口带宽 最高 >70 GHz(取决于所插模块)
光接口带宽 最高 >80 GHz
水平时基范围 100 fs/div ~ 1 ms/div
通道数 最多 4 个双通道电采样模块 = 8 通道同时采集
TDR 采集速率 每通道 300 kS/s
时基抖动 8 通道同时采集典型 425 fs RMS;配 82A04B 相位参考模块 <100 fs
记录长度 标配 16000 样本;IConnect 软件扩展至 1M;80SJNB 软件达 10M
TDR 步进上升时间 典型值 10 ps
测量项目 120+ 自动测量(幅度、定时、面积类)

2. 常用 TDR 电采样模块

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模块型号 带宽 通道 TDR 功能 特点
80E04 20 GHz 双通道 真正差分 TDR 入门级,适合常规 PCB 阻抗测试
80E08B 30/20 GHz 双通道 真正差分 TDR 远程采样头,2 m 电缆,靠近 DUT 减小误差
80E10B 50/40/30 GHz 双通道 真正差分 TDR 高端 TDR,支持 S 参数测量,动态范围 >70 dB
80E09B 70 GHz 双通道 高速采集 配合 82A04B 相位参考模块用于 28G+ 串行信号
80E11 70/60/40 GHz 双通道 高速采集 最新一代电采样模块

3. DSA8200 TDR 专项指标(与 DSA8300 同平台)

  • TDR 带宽:最高 50 GHz
  • 反射上升时间:15 ps
  • 入射上升时间:12 ps
  • 噪声:50 GHz 带宽下仅 600 μV RMS(业界最低,保证阻抗测量重复性)
  • 支持最多 4 个真正差分 TDR 采样器同时工作
  • 独立采样器 Deskew(去偏斜),方便夹具和探头去嵌入

4. 中端方案(4/5/6 系列 B MSO + TDR 选件)

表格

参数 规格
采集带宽 最高 10 GHz
TDR 带宽 7.5 GHz
校准方式 一键 TDR Preset(自动开路 / 短路 / 50 Ω 负载校准)
测量量 单端 / 差分阻抗 Z、电感 L、电容 C
配套脉冲源 Picotest J2154A 差分 TDR 脉冲发生器(13 GHz)
配套探头 P2105A 单端 TDR 探头(16 GHz)、P2103A 差分 TDR 探头

5. TDR 系统带宽计算公式

系统有效上升时间由三部分 RSS 合成:

\(tr_{sys} = \sqrt{tr_{TDR}^2 + tr_{scope}^2 + tr_{probe}^2}\)

例如:6 系列 B MSO(40 ps)+ J2154A 脉冲源(34 ps)+ P2105A 探头(21.88 ps)→ 系统上升时间 56.9 ps,对应有效带宽约 6.15 GHz。


三、应用场景

1. PCB 阻抗测试(最核心用途)

  • PCB 测试挂片(Coupon)阻抗验证:测量微带线(Microstrip)、带状线(Stripline)的特性阻抗(常见目标 50 Ω、90 Ω、100 Ω 差分),是 PCB 厂出厂检验和终端客户来料检验的标准手段
  • 阻抗不连续点定位:精确定位过孔、焊盘、走线宽度变化、参考平面分割等引起的阻抗突变位置
  • 差分阻抗测量:支持真正差分 TDR,直接输出差分对阻抗曲线
  • Z-Line 算法:修正 DUT 内部多次反射造成的阻抗误差,提高制造端测量精度和重复性,减少与供应商 / 客户之间的测量争议

2. 高速互连与信号完整性

  • S 参数测量:50 GHz 带宽下进行通道插入损耗、回波损耗测量
  • 电缆 / 连接器完整性:验证电缆压接质量、连接器端接完整性,定位故障点
  • 通道建模:自动提取 SPICE 模型,支持仿真验证
  • 串行链路分析:PCIe、SATA、USB、HDMI、100G 以太网等高速标准的发射机一致性测试

3. 电缆与传输线测量

  • 验证电缆和 PCB 走线的特性阻抗
  • 测量走线长度、电缆长度和信号延迟
  • 测量上升 / 下降时间、过冲 / 下冲
  • 支持电缆和走线损耗建模
  • 确定电缆 / PCB 介质的介电常数(Dk)

4. 电源完整性(PDN)

  • 测量电源分配网络的阻抗剖面
  • 分析去耦电容 placement 效果
  • 识别 PDN 中的谐振点和阻抗突变

5. 科研与计量

  • 测量实验室仪器和探头的带宽、上升时间和平坦度
  • 介电材料特性表征
  • 高速封装(Package)、基板(Substrate)阻抗表征

四、典型配置举例

针对你做 PCB 相关工作的背景,如果需要做 PCB 阻抗认证测试,典型配置为:

DSA8300 主机 + 80E04(20 GHz 双通道 TDR 模块)+ P8018 TDR 探头 + IConnect 分析软件

这套组合覆盖常规数字 PCB(10 Gb/s 以下)的阻抗挂片测试,20 GHz 带宽对应的空间分辨率约为几毫米到厘米级,足够定位过孔、焊盘等不连续点。

如果是 25G/100G 以上高速背板或封装测试,则需要上 80E10B(50 GHz TDR)+ Maury 校准套件,配合 S 参数软件完成全套互连表征。

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