高速先生成員-- 黃剛

高（gāo）速先生在測試夾具這方麵見到過各（gè）種（zhǒng）各樣（yàng）的（de）損（sǔn）耗測試結果，如果讓你想（xiǎng）象一根隻有幾英寸的PCB走線加上SMA連接（jiē）器的最差情況下能達（dá）到多大損耗，高速先生測到（dào）的結果一定會（huì）超乎你的想象！

讓大家來猜一猜？PCB走線長度大（dà）概為2.5inch，在頻率不算（suàn）很高，就（jiù）5GHz這個（gè）頻點上損耗能有多（duō）少？1dB，2dB，5db？好，再猜得誇張一點，10dB夠了（le）吧？凡是（shì）有過一些SI理論或者測試經驗又或者是對板材參數有所了解的小夥伴，都會大（dà）致對一根隻有（yǒu）2.5inch的走線損耗有自（zì）己的預期範圍。當你們覺得你已（yǐ）經猜到10dB的損耗（hào），連自己都懷疑自（zì）己（jǐ）在說什麽的時候，高速先生忍不住（zhù）告訴你，高速先生測過一根2.5inch的走線損耗（hào）超過20dB@5GHz。

但是這個的確真實的發生在高速先生麵（miàn）前了。客戶自己設計的一款芯片測試夾具板，其中芯片的重要輸出管腳通（tōng）過SMA連接器引出（chū）到示（shì）波器上進行眼圖的測試，速率為10Gbps，也（yě）就是基頻是5GHz，測試結果發現眼圖居然閉（bì）合，引出來的走線其實並不長，也就是2.5inch左右。客戶還用網絡分析儀測試了同樣是（shì）2.5inch的去嵌（qiàn）走線，也就是我們經（jīng）常說的2xthru走線，發現損（sǔn）耗（hào）竟（jìng）然大得驚人，就是下麵這樣的結果。

高速先生看到這個（gè）結（jié）果的確也感到非常的驚訝，客戶也把該夾具板寄過來給我們，我們還沒看PCB設計時也先進行（háng）了（le）測試，發現（xiàn）的確也是這樣的（de）結果。從高速先生看來，5GHz超過20dB的衰減絕對是不正常（cháng）的（de），單純走線的損耗哪怕用最普通的板材也不（bú）會有這麽大的損耗。

於是我們（men）決定結合PCB設計和測試夾具一（yī）起看（kàn）一下。

我們首先看到PCB設計的2xthru走線就是下麵的樣子，兩端是SMA連接器（qì），中間是2.5inch的走線，感覺沒什麽特殊的地方。從疊層上看，PCB板子是3mm的板厚。

我們看到走線走到TOP層，然後我們在看看SMA連接器放置的位置，打開絲印層發現，SMA頭也是放在TOP層！也就是和走線是（shì）同一麵的。

看到這裏，高速先生已經能想象出（chū）損耗超大的原因（yīn）了。結合測試夾具（jù）再看一下，SMA頭果然按照（zhào）絲印的方式一（yī）樣，焊接在TOP層。最後高速先（xiān）生再來看一看用到的這款（kuǎn）SMA連接（jiē）器的文檔，看到是一款插針（zhēn）式焊接的連接（jiē）器，針長達到4mm。

搜集到以（yǐ）上的信息（xī）之後，高速先生（shēng）可以把謎底給（gěi）大家揭開了。

根據模（mó）型（xíng）長的樣子和實際焊接的情況，我們畫（huà）了個如下（xià）的示意圖（tú），估計大家一看就會明白問題的所在（zài）了！

如果像該（gāi）測試夾具一樣（yàng），從TOP層進行焊接，而走線又在TOP層的話，整個板厚和SMA連接器的針長都是該信號的stub，隻（zhī）考慮針長的話，stub也達（dá）到了4mm。根據我們的反射理論（lùn），肯定會對5GHz的信號造成巨大的影響。

為了更直觀的證明這個想法，我們用該SMA連（lián）接器的模（mó）型模擬板上的走線進行了仿真，仿真結果也能很好的和實測對（duì）應起來！

後（hòu）麵我們（men）把結（jié）論和仿真數據告訴客戶，客戶表示當時可能沒考慮太多（duō）信號完整（zhěng）性的（de）問題，隻想到（dào）了如果走線在TOP層（céng）和（hé）順便在（zài）TOP層焊接SMA連接器，對於識別走線和測試都（dōu）比較便利。聽到高速先生的結論後（hòu）才（cái）恍然大悟。

事情（qíng）本來做到這裏，就已經很清晰的定位到原因了（le）。高速先生還可以為客戶做得更多一點，在目前客戶的這個（gè）測試夾具上，看看有沒有辦法在現成的板子上優化好（hǎo）。

我們看到目前信號質量差是因為SMA連接器焊接到表層，STUB達到針長的4mm造成的，如果我們把SMA連接器從（cóng）底層焊接呢，效果會怎麽樣？

從反過來之後的模型來看，stub就會變得非常的短，這（zhè）個時候（hòu）我們先對這個模型做一個仿真，從仿真結果（guǒ）來（lái）看，這根2xthru走線（xiàn）的性能就變得比較理想了。

於是讓客戶（hù）重新（xīn）把表層的SMA取下來，然後（hòu）從底層進行焊（hàn）接，焊接完（wán）成進行再次測試後，從芯片引腳發出來經過該夾（jiá）具的眼圖（tú）就變得很好了（le），也驗證了高速先生這（zhè）個臨時的方法（fǎ）是非常有效的！

最後總結（jié）一下，像本文這個案例，對於10Gbps速率（lǜ）的信號測（cè）試而言，本（běn）身SMA連接器的選型也是（shì）ok的，但是需要注意的（de）是各種stub對信號的影響。像很多朋友之前隻會重點關注走線的stub，過孔的stub的（de）影響，但是SMA連接（jiē）器本身stub的影響更為隱蔽也更為致（zhì）命，因此大家在設（shè）計測試夾具和SMA連接器選型的時候一定（dìng）要引起足夠的重視（shì），特別是應用在更高速的測試夾（jiá）具的場景下，stub的問題往（wǎng）往（wǎng）都是決定該測（cè）試項目成敗的（de）關鍵！