本文描述的IEEE P370标准草案正在IEEE审核过程中，预计将于2019年投票通过。

大多数高频仪器，如矢量网络分析仪(vna)和时域反射计(tdr)可以在同轴接口的末端进行非常好的测量。然而，在复杂系统中使用的互连很少有同轴接口。用于表征这些设备的夹具的设计和实现可以对测量数据产生重大影响，因此，对被测设备(DUT)的观察特性产生重大影响。这些影响的程度可能以对用户不一定明显的方式破坏测量数据。因此，需要某种方法来确定测量数据的质量和可用性。P370标准委员会的任务是解决高达50 GHz互连测量的这些问题。

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每通道224gb /s:选项和挑战

P370委员会由来自25家企业和大学的约60名成员组成。它有三个任务组:测试夹具设计标准、去嵌入验证和s参数完整性和验证。任务组1正在起草夹具设计指南，以确保用符合设计标准的夹具测量的设备在去除(“去嵌入”)夹具影响后将为被测设备产生准确的测量数据。为了在这个过程中使用，已经设计和建造了一套参考结构的设计套件，并进行了广泛的测量。TG1还发布了一个用于执行去嵌入过程的示例软件工具。Task Group 2已经为各种结构开发了一个s参数库，并正在研究将去嵌入数据与库数据进行比较的验证过程。已经生成并评估了错误数据。第三任务组正在研究用于检查s参数数据完整性的度量和软件工具，包括被动性、因果性和互惠性。本文概述了作为P370标准的一部分正在开发的夹具设计指南、参考结构、去嵌入技术和S参数质量度量和验证方法。

迄今为止，各大测试设备制造商和高校都参与了委员会的工作。委员会正在取得良好进展，规范草案目前正在审查中。该草案的目标日期是在2019年初进行投票。请注意，由于P370标准仍然是一个未经批准的草案，本文中包含的任何材料都可能发生变化。

测试夹具设计准则

给定夹具的测量数据的质量高度依赖于夹具的设计。P370标准规定了夹具设计中包含的结构及其电气特性的要求。标准草案包括以下结构:

1. 测量夹具插入损耗和回波损耗需要如图1所示的2x通孔结构。

图1所示。测量夹具插入损耗的双通孔结构

对于2x直通结构，有一些建议的要求，旨在确保从该结构进行可用的，准确的测量:

• 2X穿线应布线在与测试夹具走线相同的PCB层上
• 2X直通应包含与测试夹具相同的层过渡和测试点发射
• 在同轴测试点设置测量参考平面时，2X直通的插入损耗应满足表1的要求。

表1。最小插入损耗的2x通过，由夹具类

2.在单端DUT的情况下，测量夹具串扰需要如图2所示的“狗腿”结构。这些结构的目的是量化由测试夹具引起的串扰，这在大多数去嵌入工具中通常不被考虑。

图2。用于测量单端夹具串扰的“狗腿”结构

3.对于差分dut，“蜘蛛腿”结构如图所示数字 使用3。

图3。差分dut测量夹具串扰的“蜘蛛腿”结构

4.当使用1x反射算法去嵌入时，需要如图4所示的可选1x反射(Open或Short)结构。当2x-thru可用时，这不是推荐的算法。因此，当在某些应用程序中不能构造2x-thru结构时，它只是一个信息规范。

图4。1x反射结构，用于夹具校准

验证结构

建议在基于pcb的测试夹具上包含两种结构，以提供验证夹具去嵌入所需的数据。这是Line和Beatty结构。线路结构提供了一种定性的方法来验证去埋线的结果，因为去埋线结构的s参数应该遵循传输线的理想行为。Beatty结构，在[2]中描述，如图5所示，是一个谐振网络，提供了对制造过程和校准质量的洞察。增加的线宽产生了一个大的低阻抗不连续和一个驻波，其共振频率由公式1定义。

在哪里
c是光速，
l为长度2X，如图5所示。
ε_rPCB材料的有效介电常数(DK)

图5。共振比蒂结构的物理设计

该结构的插入损耗和回波损耗特性如图6所示。

图6。谐振比蒂结构的插入和回波损耗

夹具电气要求

P370标准对所描述的灯具的电气性能提出了一些要求。引入了遵从性“类”的概念。这些等级代表了相对于理想状态的夹具电气性能的质量，或者相对于被测设备的特性。与电气性能较差的装置相比，具有良好电气性能的装置将产生更好的嵌入式DUT数据。类定义中包含的性能参数包括插入损耗、返回损耗、插入和返回损耗分离、串扰以及差动到共模转换(在差动夹具的情况下)。表2总结了类定义。

表2。Fixture类定义

请注意，一些去嵌入算法没有考虑夹具串扰。给定的夹具在符合A类限制的最大频率范围内被描述为A类，在该频率范围内被描述为B类，在达到B类限制的更高频率范围内被描述为B类，在符合C类限制的更高频率范围内被描述为C类。

图7。夹具阻抗变化

De-embedding方法

传统的去嵌入是用[3]中描述的级联T矩阵方法来实现的。该方法对左夹具、DUT和右夹具使用级联矩阵，如图8所示。对矩阵进行数学处理，以去除夹具的影响，并单独产生DUT的s参数，如[3]中所述。P370标准草案建议使用所谓的“阻抗校正2X”方法。这种方法在[4]中有描述，它消除了当夹具阻抗与测试设备、用于校准的结构、甚至夹具两半之间的阻抗不同时引入的误差。

图8。级联FIX-DUT-FIX模型

De-embedding验证

一旦开发或选择了去嵌入方法，就需要在使用之前验证其准确性。P370标准提出了三种验证去嵌入方法的方法:

1. 合成库的使用
2. 使用即插即用测试板
3. 使用用户制作的演示板

第一种选择允许用户将去嵌入被测件数据与从现场求解器和/或电路模拟器获得的合成数据进行比较。P370委员会为此目的生成了一个综合数据库，其中包括同轴发射连接器、单端和差分引线以及DUT结构。包括使用各种设计参数组合的结构，如介电常数、介电损耗正切、走线宽度和走线间距，其结果是变化的线或对阻抗。不同的发射几何形状也包括在内如图9所示，它们与图10所示的示例dut以不同的配置组合在一起。由于性能依赖于通孔几何形状，组合测试夹具将具有不同的电性能，如表2所示。综合s参数库可用于EDA工具供应商测试其工具的性能。

表2显示了S-parameter库内容的总结。

选项2，即插即用板的使用，使用户能够将去嵌入过程的结果与夹具和样品被测组件的直接测量结果进行比较。在这种情况下，同轴连接器适配器被插入DUT和夹具之间，因此直接测量DUT(不去嵌入)是容易获得的，与去嵌入的结果进行比较。即插即用板组已由P370委员会开发，其测试数据可用于验证去嵌入算法。图11显示了该电路板套件的一个实现示例。