Dieses Video zeigt die praktische Anwendung eines seltenen 50-GHz-Messsystems vom Typ Keysight DCA-X 86100D mit einem Zeitbereichsreflektometrie-Plugin (TDR), um die Signalintegrität von Leiterbahnen bei Hochfrequenzanwendungen zu bewerten. Der Moderator demonstriert experimentell, wie sich ein 90-Grad-Winkel in einer Mikrostreifenleitung auf die Impedanz auswirkt und zu einer unerwünschten Signalreflexion führt. Durch manuelles Anschneiden der Leiterbahn mit einem Bastelmesser wird eine 45-Grad-Abschrägung (Miter) erstellt, wodurch die Impedanzdiskontinuität und die Reflexion im TDR-Bild vollständig eliminiert werden.
Wichtigste Punkte & Zeitstempel
0:00 Seltenes Messgerät: Vorstellung des High-End-Oszilloskops Keysight DCA-X 86100D mit einem 50-GHz-Einschub und einem TDR-Modul zur Signalanalyse im Zeitbereich.
0:48 Mikrostreifenleitung: Verwendung einer selbstgebauten Leiterplatte mit einer einseitigen Kupferkaschierung und einer absichtlich auf ca. 40 Ohm geschätzten Leiterbahn, abgeschlossen durch einen 50-Ohm-Dummy-Load.
1:21 Leiterbahnwinkel: Diskussion über die in der HF-Technik bekannten Probleme von rechtwinkligen Ecken und der üblichen Praxis, diese durch Eckabschrägungen zu entschärfen.
2:08 TDR-Messung: Darstellung des Messignals auf dem Oszilloskop, das den Übergang vom Koaxialkabel über die Verbindung bis hin zum Abschlusswiderstand auflöst.
3:33 Reflexionsnachweis: Identifizierung eines charakteristischen Dips beziehungsweise einer Signalspitze im TDR-Verlauf, die exakt durch die 90-Grad-Biegung der Leiterbahn verursacht wird.
4:21 Modifikation: Manueller Schnitt der Leiterspur mit einem X-Acto-Messer, um eine präzise 45-Grad-Gehrung an der Ecke anzubringen.
4:50 Signifikanter Effekt: Die erneute Messung beweist, dass die störende Signalreflexion nach dem Anbringen der Abschrägung vollständig verschwunden ist und eine glatte Übertragungsleitung entsteht.
Glossar
TDR (Time-Domain Reflectometry): Ein Messverfahren, bei dem ein schneller Spannungsimpuls in ein Kabel oder eine Leitung gesendet wird, um anhand der reflektierten Echos Fehlerstellen, Impedanzänderungen und die Leitungslänge zu lokalisieren.
Mikrostreifenleitung (Microstrip): Eine spezielle Leiterbahnkonfiguration auf einer Leiterplatte, bei der sich eine leitende Spur auf der Oberseite und eine durchgehende Massefläche auf der Unterseite befindet, getrennt durch ein Dielektrikum.
Impedanz: Der Wellenwiderstand einer Übertragungsleitung, der bei Hochfrequenz-Design konstant gehalten werden muss (typischerweise 50 Ohm), um Signalverluste und Reflexionen zu verhindern.
Abschrägung / Miter: Das Abkanten oder Anschrägen der äußeren Ecke einer rechtwinkligen Leiterbahnkreuzung, um die lokale kapazitive Überkompensation zu verringern und Reflexionen zu vermeiden.
Dummy-Load: Ein ohmscher Abschlusswiderstand (hier 50 Ohm), der das Ende einer Übertragungsleitung simuliert, um Signalreflexionen durch offene Enden zu verhindern.
SMA-Anschluss: Ein genormter, geschraubter Hochfrequenz-Steckverbinder für Koaxialkabel, der bis in den Mikrowellenbereich eingesetzt wird.