高速先生成員-- 黃剛

高速先生在測試夾具這（zhè）方麵（miàn）見到過各（gè）種各樣的損耗測試結果，如果讓你想象一根（gēn）隻有幾英寸的PCB走線加上SMA連（lián）接器的最（zuì）差情況下能達到多大損耗，高速先生測（cè）到的結果一定會超乎你的想象！

讓（ràng）大家（jiā）來猜（cāi）一猜？PCB走線長（zhǎng）度（dù）大概為2.5inch，在頻率不算很高，就5GHz這個頻點上（shàng）損耗能有（yǒu）多少？1dB，2dB，5db？好（hǎo），再（zài）猜得誇張一點，10dB夠了（le）吧（ba）？凡是（shì）有過一些SI理論或者測試（shì）經驗又或者（zhě）是對板材參數有所了解的小夥伴，都會大致對一根隻有2.5inch的走線損耗有自己的預期範圍。當你們覺得你已經猜（cāi）到10dB的損（sǔn）耗，連自己都懷（huái）疑自己在說什麽的時候，高速先生忍不住告訴（sù）你，高速先生測過一（yī）根2.5inch的走線損耗超過20dB@5GHz。

但是（shì）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板，其（qí）中芯片（piàn）的重（chóng）要輸（shū）出管腳（jiǎo）通過（guò）SMA連接器引出到示波器上進行眼圖（tú）的測試，速率為10Gbps，也就（jiù）是基頻是5GHz，測試結果（guǒ）發現（xiàn）眼（yǎn）圖居（jū）然閉合（hé），引出（chū）來的走線其實並不長，也就是2.5inch左右。客戶還用網絡分析（xī）儀測試了同樣是2.5inch的去嵌走線，也就是我們經常說的2xthru走（zǒu）線，發現損耗（hào）竟然大得驚人，就是下麵這樣的結果。

高速先生看（kàn）到這個（gè）結果的確也感（gǎn）到非常的驚訝，客戶也把該夾具板寄過來給我（wǒ）們，我們還沒看PCB設計時也先進行了測試，發現（xiàn）的確也是這樣的結果。從高速先生看（kàn）來（lái），5GHz超過20dB的衰減絕對是不正常的，單純走線的損（sǔn）耗哪怕用最（zuì）普通的板（bǎn）材也不會有這（zhè）麽大的損耗。

於（yú）是我們（men）決定（dìng）結合PCB設計和測試夾（jiá）具一起看一下。

我們（men）首先看到PCB設計的2xthru走線（xiàn）就是下麵（miàn）的樣（yàng）子，兩端是SMA連接器，中間是2.5inch的（de）走線，感覺沒什麽特殊的地方（fāng）。從疊（dié）層上看，PCB板子是3mm的板（bǎn）厚。

我們看到走線走到TOP層（céng），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（zǒu）線是同一麵的。

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

搜集到以上的信（xìn）息之後，高速先生可以（yǐ）把謎底給大家揭開了。

根據模型長的樣子和實際焊接的情況，我們畫了個如（rú）下的示意圖，估計大家一看就會明白問題（tí）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，整個板厚和SMA連接器的針長都是該信號的（de）stub，隻考慮針長的話，stub也達到了4mm。根據我們的反射理論，肯定會對5GHz的信號造成巨大的影響。

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

後麵我們把結論和仿真數據告訴（sù）客戶（hù），客（kè）戶表示（shì）當時可能沒考慮太多（duō）信號完整性的問題，隻（zhī）想到了如（rú）果走線（xiàn）在TOP層和順便在TOP層焊（hàn）接（jiē）SMA連接器，對於識別走線和測（cè）試都（dōu）比較（jiào）便利。聽（tīng）到高速先生的結論（lùn）後才恍（huǎng）然大悟。

事情本來做到這（zhè）裏，就已經很清晰（xī）的定位到原（yuán）因了。高速先生還可以（yǐ）為（wéi）客戶做得更多一點，在（zài）目前客戶的這個測試夾具上，看看有沒有（yǒu）辦法在現成（chéng）的板（bǎn）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達到針長的4mm造成的，如果（guǒ）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（cháng）的短，這個時候我們先對這個模型做一（yī）個仿真，從仿（fǎng）真結果來看，這根（gēn）2xthru走線的性能就變得比較理想了。

於是讓客戶重新把表層的（de）SMA取下來，然後從底層進行焊接，焊接完成進行再次測試後，從芯片引腳發出來經（jīng）過該夾具的（de）眼圖（tú）就變得很好了，也驗證了（le）高速先生這個臨時的方法是非（fēi）常有效（xiào）的！

最（zuì）後總（zǒng）結一下，像本文這個（gè）案例，對於10Gbps速率的信（xìn）號測試而言，本身SMA連接器的選型也是ok的，但是需要注意的是各種stub對信號（hào）的影響。像很多朋友之前隻會（huì）重點關注走（zǒu）線的（de）stub，過孔（kǒng）的stub的影響，但是SMA連接器本身stub的影響更為（wéi）隱蔽也更為致命（mìng），因此大家在設計測試夾具和SMA連接器選型的時候一定要引起（qǐ）足夠的（de）重視，特別是應用（yòng）在更高速的測試夾具的場（chǎng）景下，stub的問題往往都是決定該測試項目成敗的關鍵！