高速先（xiān）生成員-- 黃剛

高速先生在測試夾具這（zhè）方（fāng）麵見到過各種各樣的損耗測試結果，如果讓你想象一根隻有幾英寸（cùn）的PCB走線加上SMA連接器的最差情況下能達到多大損耗，高速先生測到的結果一（yī）定會超乎（hū）你的想象！

讓大家來猜一猜？PCB走線長度大概為2.5inch，在頻率不算很高，就5GHz這個頻點上損耗能有多少？1dB，2dB，5db？好，再（zài）猜得（dé）誇張一（yī）點，10dB夠（gòu）了吧？凡是有過一些SI理論或（huò）者測試（shì）經（jīng）驗又或者是對板材（cái）參數有所（suǒ）了解的小夥伴，都會大致對一根隻有（yǒu）2.5inch的走線損耗有自己的預期範圍。當你（nǐ）們（men）覺得你已經猜到10dB的損耗，連（lián）自己（jǐ）都懷疑自己在說什麽的時候，高速先生忍不住（zhù）告訴你，高速先生測過一根2.5inch的走線損耗超過20dB@5GHz。

但是這個的確真實的發生在高速先生麵前了。客戶自己設計的一款芯片測試夾具（jù）板，其中芯（xīn）片的重要輸出管腳通過SMA連接器引出到示（shì）波（bō）器（qì）上（shàng）進行眼圖的測試，速率為10Gbps，也就是基頻是5GHz，測試（shì）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（yòu）。客戶還用網絡分（fèn）析儀測試了同樣是2.5inch的去嵌走線，也就是我們經（jīng）常說的2xthru走線，發（fā）現損耗竟然（rán）大得驚人，就是下麵這樣的結果。

高速先生看到這個結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（wǒ）們還沒看（kàn）PCB設計時也先進行了測試，發（fā）現的確也（yě）是這樣的結果。從高速先生看來，5GHz超過20dB的衰減絕對是（shì）不正常的，單純走線的損耗哪怕用最普通的板材也不會有這麽大的損（sǔn）耗。

於是我們決（jué）定結合PCB設計和測試夾具一起看一下。

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，中間是（shì）2.5inch的走線，感覺沒什麽特殊的地方。從疊層上看，PCB板子是（shì）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（fàng）置的（de）位置，打開絲印層（céng）發現，SMA頭也是（shì）放在TOP層！也（yě）就是和走線是同一麵的。

看到這裏，高速先生已經能想象出損耗超大的原因了。結（jié）合測試夾具再看一下，SMA頭果然按照絲印的方式一樣，焊接在TOP層。最後高速先生（shēng）再來看一看用到的這款SMA連接器的文檔，看到是一款插（chā）針式焊接的連接器，針長達到（dào）4mm。

搜集到以上的信息之後，高速先生可以把謎底給大（dà）家揭開（kāi）了（le）。

根據模型長的樣子和實際焊（hàn）接的情況，我們畫了個如下的示意圖，估計大家一看就會明白問題的所在了！

如果像該測試夾具一樣，從TOP層進行焊接，而走（zǒu）線又在TOP層的話，整（zhěng）個板厚和（hé）SMA連接器的（de）針長都是該信號的（de）stub，隻考慮針長（zhǎng）的話，stub也達到了（le）4mm。根據我們的反（fǎn）射理論，肯定會對5GHz的信號造成巨大的（de）影響。

為了更直觀的（de）證明這個想法，我們用該SMA連接器的模型模擬（nǐ）板上的走線進行了仿真，仿真結果也能很好的和實測對應起來（lái）！

後麵我們把結（jié）論和仿真數據告訴客戶，客戶表示當時可能（néng）沒考慮太多信號完整（zhěng）性（xìng）的問題（tí），隻（zhī）想到了如果走線在TOP層和順便在TOP層焊接SMA連接器，對於識別走線和測試（shì）都比較便利。聽到高速先（xiān）生的結論後才恍然大悟。

事情（qíng）本來（lái）做（zuò）到這裏，就已經很清晰的定位到原因了。高速（sù）先（xiān）生還可以為客（kè）戶做得更多一點，在目前客戶（hù）的這個測試夾具上，看（kàn）看有（yǒu）沒有辦法在現成的板子上優化好。

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（dá）到針長的4mm造成的，如果我們把SMA連接器從底層焊接呢，效果會怎麽樣？

從反過來之後的模型來看，stub就會變得非（fēi）常的短，這個時（shí）候我們先對這個模型做一個仿真，從仿真結果來看，這根（gēn）2xthru走線的（de）性能就（jiù）變得比較理想了。

於是讓客戶重新把表層的SMA取下來，然（rán）後從底層進行焊接，焊接完成（chéng）進行再次測試後，從芯片引腳發出來經過該夾具的眼圖就變得很好了，也驗證了高速先生這個臨時的方法是非常有效的！

最後（hòu）總結一下，像本文這個案例，對於10Gbps速率的信號測試而言，本身SMA連接器的選型也是ok的，但是需（xū）要注意的是各（gè）種stub對信號的影響。像很多朋友之前隻會重點（diǎn）關注走線的stub，過孔的（de）stub的影響，但是SMA連接器（qì）本身stub的影響更為隱蔽也更為致命，因此大家在設計（jì）測試夾具和SMA連（lián）接器選型的時候一定要引起（qǐ）足夠的重（chóng）視，特別是應用在更高速（sù）的測試夾具的場景下，stub的問題往往都是決定該（gāi）測試項（xiàng）目成敗的關鍵！