当Picotest宣布发布一种新的同轴电缆(见图1)时(这个月专门为配电网络(PDN)应用而设计)，问题几乎立刻就来了。电缆有什么特别之处呢?为什么像Picotest这样专门做电力系统测试的公司，会开发他们自己的电缆，而我却不能使用任何50欧姆的同轴电缆?我认为回答这些问题最有效的方式是通过博客。所以，如果你是一个质疑这条新电缆的人，请继续读下去。

图1:为PDN应用设计的新型同轴电缆。

这一切要从一年前说起，当时我在演讲如何测量超低阻抗(100uOhm及以下)pdn(见图2)在EDICON大学[1]。(如果你没有参加会议，你可以找到幻灯片在这里)。

图2:这条新电缆是在EDI CON大学的讨论和准备中产生的。

图3突出了一个明显的问题，当使用2端口分流器通过阻抗测量来测量非常低的阻抗，如在pdn中发现的阻抗。在低频时，接地环很明显，导致同轴电缆的屏蔽电阻与测量值串联出现。以下是该问题的一个简单动画:

误差的两个主要来源是电缆的屏蔽和测量固有的接地回路。

图3:变压器隔离器关系:变压器隔离器很复杂，但依赖于高CMRR、高隔离电感和低直流电阻的良好耦合。固态隔离器更直接，可提供低得多的隔离频率。

我推导出一个方程，表明最大的误差来源与同轴电缆的屏蔽电阻成正比，与接地环隔离器的共模抑制(CMRR)成反比。由于Picotest改进了J2102B隔离器的接地回路问题，我们开始寻找更好的同轴电缆。

我们发现，少数电缆规定或控制屏蔽电阻和许多使用压接型，不锈钢连接器，这增加了整体电阻。我们还发现，这些电缆大多数都不是很灵活，这是一个重要的实用特征。电力完整性工程师经常将同轴电缆尾焊到去耦电容衬垫上，甚至是去耦电容上，因为重量级电缆往往会将电容或衬垫从PCB上提起，从而永久损坏PCB。最后，电缆需要有较宽的温度范围，因为我们经常在温度室和/或在噪声环境中测量电压调节模块(VRM)，由于VRM的高频切换。

我们决定开发一种电缆来解决所有这些问题。从一个薄薄的聚四氟乙烯芯开始，我们建立了三层屏蔽层，最后用桑托丁橡胶护套覆盖电缆。这就产生了一种18GHz的电缆，它非常灵活，重量轻，每英尺仅4.5mOhms，可以在125℃的温度下使用(见表)。

表:新电缆的规格

通过比较RG316、LMR240和Picotest PDN电缆(见图4)，在没有接地环路隔离器的情况下，测量1mOhm电阻可以清楚地看出。RG316的测量误差是PDN电缆误差的两倍多。改进后的同轴电缆的内部耦合，收敛频率约为100kHz，比RG316低了近10年。将一根2英尺长的LMR240电缆放大到1米，意味着电阻乘以1.64。LMR240在低频时为12mOhms，或比PDN电缆高20%的未修正误差。

图4:新电缆与RG316和LMR240电缆的比较。

LMR240电缆的额定温度只有85℃，直径几乎是它的两倍，弯曲半径是它的两倍，灵活性也差得多。我们发现，与LMR240电缆相比，我们的新电缆设计还提供了超过20dB的屏蔽改进。

对于一家小型测试设备公司来说，设计自己的电缆似乎有些奇怪，说实话，这比我想象的要复杂得多。这花了将近一年的时间，但最终，我们实现了我们的目标，至少现在，我们有了最终的PDN测量电缆。

参考:

100uhm电源导轨的设计与测量美国EDI CON 2018, EDI CON大学

还看到:

测量亚毫欧姆PDN阻抗，信号完整性期刊。