隨著PCIe、USB等高速數(shù)字傳輸技術(shù)的發(fā)展，人工智能、汽車電子和光通信等領(lǐng)域?qū)?a target="_blank">信號(hào)完整性要求日益提升。高頻信號(hào)在傳輸過程中易受材料損耗、串?dāng)_、抖動(dòng)及眼圖惡化影響，導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量下降。為確保設(shè)計(jì)可靠性，需使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）評(píng)估阻抗、S參數(shù)和損耗等頻率特性。
數(shù)字信號(hào)多為方波，由基波及高次諧波疊加而成。高頻諧波對(duì)信號(hào)邊沿陡峭性至關(guān)重要。然而，無限諧波無法實(shí)際測(cè)量，通常僅考慮基波3至5倍頻率范圍內(nèi)的諧波分量。

選擇合適測(cè)量帶寬的關(guān)鍵是奈奎斯特頻率。對(duì)于NRZ信號(hào)，其符號(hào)速率與數(shù)據(jù)速率相等，奈奎斯特頻率為符號(hào)速率的一半。例如，100 Gbps NRZ信號(hào)的符號(hào)速率為100 Gbaud，奈奎斯特頻率為50 GHz。PAM4每個(gè)符號(hào)攜帶2比特信息，數(shù)據(jù)速率是符號(hào)速率的兩倍，其奈奎斯特頻率仍為符號(hào)速率的一半。如200 Gbps PAM4信號(hào)，符號(hào)速率為100 Gbaud，奈奎斯特頻率亦為50 GHz。

為準(zhǔn)確評(píng)估信號(hào)特性，VNA測(cè)量帶寬應(yīng)至少覆蓋三倍奈奎斯特頻率。即對(duì)上述NRZ和PAM4信號(hào)，需支持150 GHz以上的測(cè)量帶寬，以包含三次諧波，確保信號(hào)完整性分析的準(zhǔn)確性。
傳統(tǒng)VNA在毫米波頻段需更換波導(dǎo)模塊，導(dǎo)致重新校準(zhǔn)和數(shù)據(jù)不連續(xù)（階梯效應(yīng)），影響測(cè)量精度與效率。安立公司VectorStar ME7838系列VNA支持70 kHz至220 GHz單次掃描，無需切換模塊，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高精度S參數(shù)測(cè)量，并可通過MA25400A模塊將頻率擴(kuò)展至1.1 THz，顯著提升研發(fā)效率。
綜上，在高速數(shù)字電路評(píng)估中，應(yīng)以奈奎斯特頻率為基礎(chǔ)，選擇至少三倍該頻率的測(cè)量帶寬。同時(shí)，采用寬頻帶、單次掃描的VNA解決方案，可有效克服傳統(tǒng)技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的寬帶特性驗(yàn)證，助力超高速電子系統(tǒng)研發(fā)。


審核編輯 黃宇