四同轴连接器高速传输参数测试方法的研究与实现

论文摘要

四同轴连接器作为专用于高速差分网络并且能够与差分信号传输匹配的新型接触件得到了广泛的应用,其传输速率最高可以达到1Gbit/sec,一般用于100M以太网中,因此在国外也叫Ethernet Quadrax Contacts（以太网四同轴接触件）。近年来,四同轴连接器已经逐渐发展成为铜介质下网络高速传输互连系统的一种重要解决方案,并应用在了航天、雷达、敌我识别、电子对抗、导弹、卫星等多个领域中。自主研发生产的四同轴连接器,需要通过对其关键传输参数进行测试,来决定是否满足指标和能否投入使用。而多端口差分器件由于结构、物理连接、端口匹配上的问题而使得测试平台不易实现,测试过程繁杂,测试系统难以建立。本课题就是基于这些因素研究与实现了四同轴连接器传输参数的测试方法。此项研究主要分以下几个方面:（1）通过与其他接触件的比较体现了四同轴连接器的优越性,并且通过对四同轴连接器差分信号传输原理的研究,得到了基本的测试思路;（2）通过对一般传输线变压器的工作原理进行分析,得到了任意阻抗变比的传输线变压器的制作方法,经过多次调试成功制作了1:2传输线巴伦,实现了50Ω100Ω的不平衡-平衡变换,解决了物理连接的问题;（3）以双绞线的测试原理为基准,得到了四同轴连接器的单端口驻波、特性阻抗、衰减、串扰的测试方法,给出了测试结果并分析了误差产生的原因以及优化方法。实测表明,在100MHz处,四同轴连接器的单端口驻波比1.21;双端口驻波比为1.1;特性阻抗为100±20Ω;衰减为0.5dB;串扰为60.4dB,满足指标要求。因此可以得到结论:该课题设计的测试方法能够比较准确的对四同轴连接器的高速传输参数进行测量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外动态
• 1.3 课题简介
• 1.3.1 课题主要难点
• 1.3.2 课题主要工作
• 第二章 四同轴连接器介绍
• 2.1 四同轴连接器应用背景
• 2.2 差分信号简介
• 2.2.1 单端、差模和共模
• 2.2.2 差分信号的概念
• 2.2.3 差分信号的优势
• 2.3 四同轴连接器结构特点
• 2.4 四同轴连接器传输原理
• 2.5 四同轴连接器技术特点
• 2.6 基本测试思路
• 第三章 双绞线测试原理
• 3.1 双绞线概述
• 3.2 双绞线传输原理
• 3.3 双绞线消除串绕原理
• 3.3.1 双绞线对外部干扰的抑制
• 3.3.2 同一电缆内各线对的串绕
• 3.4 双绞线主要参数测试方法
• 3.4.1 特性阻抗
• 3.4.2 衰减
• 3.4.3 回路串扰
• 3.4.4 双绞线指标
• 第四章 平衡-不平衡变换器
• 4.1 巴伦原理
• 4.1.1 为什么要使用巴伦
• 4.1.2 如何截断高频电流
• 4.2 几种常见巴伦
• 4.2.1 L-C 巴伦
• 4.2.2 同轴巴伦
• 4.2.3 微带巴伦
• 4.2.4 变压器巴伦
• 4.3 传输线变压器式巴伦理论分析
• 4.3.1 传输线巴伦的工作原理
• 4.3.2 实际中的传输线巴伦
• 4.3.3 传输线巴伦的静态等效电路分析
• 4.3.4 传输线巴伦电报方程分析
• 4.3.5 传输线巴伦的网络Z 参数的计算
• 4.4 1：2 传输线巴伦的设计
• 4.4.1 确定变换电路的形势和传输线特性阻抗
• 4.4.2 线长与匝数的确定
• 4.4.3 磁环的选择
• 4.5 1：2 传输线巴伦的制作及试验调试
• 4.5.1 初次制作
• 4.5.2 初次调试
• 4.5.3 再次制作与调试
• 4.5.4 衰减的测试
• 4.5.5 总结
• 第五章 四同轴连接器传输参数测试
• 5.1 四同轴连接器使用方法
• 5.2 四同轴连接器单端口驻波比的测试
• 5.2.1 测试方法的讨论
• 5.2.2 测试夹具的制作
• 5.2.3 测试结果与分析
• 5.3 四同轴连接器特性阻抗的测试
• 5.3.1 测试方法的讨论
• 5.3.2 测试设备的选择
• 5.3.3 测试平台的建立
• 5.3.4 测试结果与分析
• 5.3.5 特性阻抗的估算
• 5.4 四同轴连接器衰减的测试
• 5.4.1 测试方法的讨论
• 5.4.2 测试设备的选择
• 5.4.3 测试平台的建立
• 5.4.4 测试结果与分析
• 5.5 四同轴连接器串扰的测试
• 5.5.1 测试方法的讨论
• 5.5.2 测试设备的选择
• 5.5.3 测试平台的建立
• 5.5.4 测试结果与分析
• 5.6 总结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果