[发明专利]一种用于开孔式负载阻抗测试系统及其方法

说明书

本发明公开了一种用于开孔式负载阻抗测试系统及其方法，该系统包括：矢量网络分析仪和接口转换装置，矢量网络分析仪通过连接线缆与接口转换装置相连，接口转换装置连接于待测的开孔式负载；其中接口转换装置包括同轴线连接部分、金属探针部分，和设置于同轴线连接部分与金属探针部分之间的过渡区域，金属探针部分设有第一金属探针和第二金属探针；第一金属探针一端连接于开孔式负载，另一端连接于同轴线连接部分的内芯；第二金属探针一端连接于开孔式负载，另一端连接于同轴线连接部分的金属外壁。

技术领域

本发明涉及阻抗测试领域，特别涉及一种用于开孔式负载阻抗测试系统及其方法。

背景技术

电子设备系统阻抗特性是电路系统的重要参数，涉及到电路带载能力、电路匹配特性、电路功耗特性等，也是电路仿真设计过程中的重要输入参数。对于电子设备系统阻抗特性的测量，相关的文献与专利进行了较为深入的分析与研究，测量电路阻抗包括：线缆特性阻抗、差分阻抗、表面阻抗、微带线路阻抗等，并形成了不同功能、不同结构特点的测试系统。典型的测试方法包括基于矢量网络分析仪测试电路传输反射特性来获得阻抗值、采用测量电压和电流的方式获得电路的阻抗特性、采用与标准电路阻抗对比获得待测电路的阻抗特性等，这些方法应用范围不同，具有各自优势与劣势。

华为技术有限公司的《一种阻抗测试方法》专利(公开号：CN1967269)，公开了一种基于取样电阻的阻抗测试方法，各采样通道对同一测试信号进行电压测试，获得各个测试通道之间的差异参数。再分别测试取样电阻与待测电阻，根据通道差异参数、测试电压值，获取各电压测试值对应的电压真实值之间的比值，并将该比值带入被测阻抗的阻抗计算公式，获得阻抗值。该发明避免了采样通道固有差异对测试结果的影响，具有较高测试精度；迈普通信技术有限公司的《E1接口阻抗测试装置及系统》专利(公开号：CN102253288A)，提出了对数据通信设备E1接口阻抗测试的技术，主要包含峰值检波单元、窗口检波单元、逻辑电路单元，以及显示单元，适用于E1类型接口阻抗测试，可以提高E1接口阻抗测试效率，降低了成本；南京协辰电子科技有限公司的《阻抗测试装置》专利(公开号：CN105938160A)，提出了一种新型阻抗测试装置，包括切换安装机构、测试探针等。探针为接地探针或信号探针，安装于切换安装机构上，且部分或全部所述探针受切换安装机构驱动，可在测试位置与非测试位置之间切换。该阻抗测试装置，可实现在使用被选两探针进行阻抗测试时，非被选的探针远离待测电路板进而避免与待测电路板的其他地方接触，不会对测试产生干涉，保证测试结果的准确性，同时防止造成短路而使测量仪器损坏。

关于阻抗测试的文献相对较少。2017年《研究与研发》的论文《矢量网络分析仪的时频域阻抗测量技术》中，研究人员利用矢量网络分析仪的频域和时域功能，同时对传输线特性尤其是阻抗特性进行评估，为传输线测试提供了一种新的方法。研究人员从矢量网络分析仪阻抗测试原理出发，通过对比网络仪开路校准及端口补偿后的Smith圆图测量结果、阻抗和相位格式测量结果，说明网络仪频域3种测量格式所表述的阻抗信息；利用矢量网络分析仪时域变换功能从时域上对传输线进行评估，可以获得传输线阻抗不连续点和各位置阻抗信息。

2013年西安电子科技大学的研究论文《PCB板特性阻抗测试方法研究》中，研究人员对PCB板特性阻抗的测试方法进行了研究，从传输线理论与特性阻抗的基本概念及特性，到常用的特性阻抗测试标准、测试方法及测试设备进行了论述。同时对于TDR(时域反射计)测量特性阻抗的基本原理、分辨率、TDR设备的精准度及校准方法进行了深入研究。并参照IPC-TM-650标准给出了利用TDR设备对特性阻抗进行测量的基本操作步骤及仿真方法。对于日后的PCB板特性阻抗测试工作给出了理论指导及实际参考。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于开孔式负载阻抗测试系统及其方法，针对开孔式负载阻抗测试带来的困难，设计了一种接口转化装置，用于连接开孔式负载与矢量网络分析仪，并结合二端口网络理论，测试标准阻抗与待测接口转化装置，采用误差消除算法进行接口转化装置干扰消除，最终获得开孔式负载阻抗特性。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：