使用多種近場(chǎng)探頭、PA 306前置放大器(100 kHz - 6 GHz, 30分貝, 噪聲系數(shù)3dB)和ChipScan-ESA芯片掃描軟件，可實(shí)現(xiàn)頻率至6 GHz的測(cè)量。

ChipScan-ESA 芯片掃描軟件不僅可以遠(yuǎn)程控制頻譜分析儀，還能夠?yàn)殚_發(fā)工程師提供以下功能：

• 分析比較測(cè)量曲線
• 校正函數(shù)和校正系數(shù)的換算

對(duì)LVDS系統(tǒng)進(jìn)行至6 GHz的測(cè)量

圖1：LVDS系統(tǒng)中的干擾耦合示意圖

在實(shí)際應(yīng)用中，LVDS傳輸系統(tǒng)往往是干擾發(fā)射問(wèn)題的原因。這些問(wèn)題經(jīng)常會(huì)與連接器和電纜有關(guān)。實(shí)踐中普遍認(rèn)為，對(duì)稱的LVDS信號(hào)(差模信號(hào))不會(huì)引起干擾，而其含有的共模信號(hào)卻很容易產(chǎn)生輸出耦合。下面的例子通過(guò)測(cè)量LVDS100驅(qū)動(dòng)器(2Gbps)與接插連接器來(lái)詳細(xì)闡明這些關(guān)系。

圖1所示為干擾產(chǎn)生過(guò)程的原理圖。LVDS驅(qū)動(dòng)器的差模電流和共模電流iStör流經(jīng)LVDS的a、b線及接插連接器流入接收器，然后通過(guò)連接器的接地引腳m返回到驅(qū)動(dòng)器，從而引發(fā)干擾發(fā)射(圖1)。他們?cè)诮硬暹B接器的接地引線m中產(chǎn)生自感電壓ui，而這個(gè)電壓引發(fā)接插連接器接地引腳m的干擾電流iErr。此干擾電流被驅(qū)動(dòng)流入連接的電纜上(圖1，a端口)，此時(shí)的電纜效果如同發(fā)射天線。測(cè)量時(shí)應(yīng)該使用端口b，而不用端口a。使用磁場(chǎng)探頭XF-R 400-1能夠測(cè)量出該端口的激勵(lì)電流iErr(使用ChipScan-ESA 芯片掃描軟件的電流校正因數(shù))。導(dǎo)致激勵(lì)電流iErr并由此而產(chǎn)生干擾發(fā)射的原因是驅(qū)動(dòng)器的共模和差模電流。這些電流在接插連接器的接地引腳m產(chǎn)生激勵(lì)電流iErr，從而引發(fā)干擾發(fā)射。

圖2：使用近場(chǎng)探頭XF-R 3-1測(cè)量LVDS線對(duì)的共模信號(hào)與差模信號(hào)

使用磁場(chǎng)探頭XF-R3-1，能夠測(cè)量接插連接器LVDS導(dǎo)線的共模和差模場(chǎng)。

圖2示出了LVDS插頭管腳和磁場(chǎng)探頭XF-R 3-1的位置分布。通過(guò)測(cè)量磁場(chǎng)的方法測(cè)量共模電流，如圖2a所示。測(cè)量時(shí)近場(chǎng)探頭必須與LVDS線對(duì)垂直。如果它與LVDS線對(duì)平行，就無(wú)法借助磁場(chǎng)測(cè)量共模電流，如圖2b所示。

與共模電流不同，測(cè)量差模電流時(shí)，近場(chǎng)探頭必須保持與LVDS線對(duì)平行，如圖2c所示。

如圖所示，根據(jù)探頭的不同位置，可以有選擇地測(cè)量共模電流或者差模電流。圖3示出了測(cè)量結(jié)果。

在2GHz以下的頻率范圍內(nèi)，差模分量(綠色)占優(yōu)勢(shì)，而在2 - 4.4 GHz的頻率范圍內(nèi)，共模分量(紅色) 是主要的。通過(guò)電流校正因數(shù)，將磁場(chǎng)探頭XF-R3-1的測(cè)定結(jié)果轉(zhuǎn)換為電流值iErr。這一轉(zhuǎn)換由測(cè)量軟件ChipScan-ESA完成。

圖3：共模場(chǎng)(紅色)與差模場(chǎng)(綠色)

ChipScan-ESA芯片掃描系統(tǒng)特別適用于頻譜分析儀測(cè)量曲線的比較分析。下列圖中僅僅顯示出該軟件用戶界面中的觀察窗口部分。

按照?qǐng)D1中的連接b，測(cè)量裝置如圖4所示。通過(guò)插拔式接地引腳(藍(lán)色)，可以改變接插連接器的接地分配。

圖4：測(cè)量裝置圖

LVDS線對(duì)位于接插連接器的中部，周圍有接地引腳。使用的LVDS驅(qū)動(dòng)器是IC LVDS100(2 Gbps)。

圖5：測(cè)量裝置中iErr電流的路徑

圖5示意性地繪出了電流路徑。

下面通過(guò)6個(gè)測(cè)量試驗(yàn)說(shuō)明如何通過(guò)改變接插連接器的接地分配來(lái)減少干擾發(fā)射。

Figure 6 Measurement steps 1 and 2

圖6中顯示了兩種情況下測(cè)量的激勵(lì)電流iErr：?接地引腳非對(duì)稱地分布在LVDS線對(duì)兩邊(例1) ；?接地引腳對(duì)稱地分布在LVDS線對(duì)兩邊(例2)。可以看出，在對(duì)稱的情況下(例2)，主要范圍內(nèi)(至2 GHz)的差模干擾減少(對(duì)照?qǐng)D3)。這意味著，對(duì)稱布置LVDS線對(duì)周圍的接地，對(duì)減少干擾發(fā)射至關(guān)重要，而僅僅保持驅(qū)動(dòng)電流對(duì)稱是不夠的。這個(gè)例子表明，LVDS線對(duì)的周圍電路也應(yīng)該對(duì)稱。

圖7：測(cè)量步驟2和3

將例2的對(duì)稱接地分布通過(guò)4個(gè)接地引腳轉(zhuǎn)換成圖7所示的非對(duì)稱布置(?，例3)，測(cè)量結(jié)果顯示激勵(lì)電流iErr 沒(méi)有明顯地減少。干擾發(fā)射在整個(gè)范圍內(nèi)隨機(jī)地增加和減少，zui大幅度達(dá)10分貝。對(duì)于例3這種接地分布情況，兩種分量的疊加效應(yīng)導(dǎo)致差模耦合增加(變差)和共模耦合減少(改善)。兩個(gè)分量能夠相加或者相減，從而產(chǎn)生積極和消極的效果。

圖8：測(cè)量步驟3和4

將例3非對(duì)稱接地的情況轉(zhuǎn)換成圖8所示的對(duì)稱接地分布(?，例4)。在這種布置情況下，頻率范圍至1.5GHz的差模分量減少了。這意味著在接插連接器上，遠(yuǎn)離LVDS線對(duì)的接地也應(yīng)該是對(duì)稱的。

圖9：測(cè)量步驟4和5

進(jìn)一步改善LVDS線對(duì)周圍的接地而形成(?，例5)的布置，如圖9所示，其共模耦合減少。但是由于對(duì)稱性沒(méi)有進(jìn)一步提高，例5這種接地分布對(duì)差模耦合沒(méi)有影響。

減少共模耦合的效果主要體現(xiàn)在中頻和高頻范圍內(nèi)。

圖10：測(cè)量步驟5和6

通過(guò)拔掉4個(gè)接地引腳，接地分布不再對(duì)稱而形成狀態(tài)?(例6)，如圖10所示。由于失去了對(duì)稱性，在至1.5GHz的頻率范圍內(nèi)，輸出耦合會(huì)增加zui多15分貝。

結(jié)論：

對(duì)干擾發(fā)射的抑制，不僅取決于LVDS線對(duì)附近接地屏蔽的對(duì)稱性(例2)，離LVDS線對(duì)較遠(yuǎn)的接地屏蔽的對(duì)稱性也同樣至關(guān)重要 (例5，效果改善高達(dá)15分貝)。