CN106872791B - 一种检测连接器的footprint损耗的方法及系统 - Google Patents

一种检测连接器的footprint损耗的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电子技术及信号测量领域，公开了一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的方法，包括以下步骤：确定被测连接器的管脚排数、每排的管脚对数、每对管脚长度数值及测试频率值；根据所述管脚长度数值及所述测试频率值，获取所述被测连接器在所述测试频率值下的损耗值；根据所述管脚长度数值及所述损耗值，计算得到所述被测连接器在测试频率值下的FOOTPRINT损耗值。还公开了一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的系统，包括：确定模块，获取模块和计算模块。本发明通过此检测方法可以快速，精确地获取在不同频率下的连接器的FOOTPRINT损耗值，且得到的FOOTPRINT损耗值具有代表性和全面性。

Description

一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的方法及系统
技术领域
本发明涉及电子技术及信号测量领域，尤其涉及一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的方法及系统。
背景技术
随着信号速率的提高，信号完整性在信号有效传输中所占的位置越来越重要，影响信号完整性的原因很多，其中过孔、连接器的FOOTPRINT损耗是设计经常遇到的问题，并且板级互连、打孔换层以及通过连接器进行连接是难以避免的；过孔及连接器的FOOTPRINT一定程度上导致阻抗失配、损耗增加，而且信号速率越高表现的越为明显，尤其对于未来28G NRZ，56G PAM4信号；所以在信号评估仿真时也需要考虑过孔、连接器的FOOTPRINT带来的影响。
过孔、连接器的FOOTPRINT损耗很难通过测试手段获得，一般都是需要使用三维电磁场软件仿真建模提取；仿真建模既需要购置仿真软件，又需要有一定的技术能力，保证仿真的准确性；同时建模也很复杂，耗时耗力，且容易导致不准确，与真实情况有偏差。因此，如何能够精确，且快速简便的计算出连接器在任意频率下的FOOTPRINT损耗是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明针对目前需求以及现有技术发展的不足之处，提供一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的方法及系统，实现在任意频率下对连接器的FOOTPRINT损耗的快速计算，评估全通道频域上的连接器的FOOTPRINT损耗是否满足标准，极大的提升了连接器的FOOTPRINT损耗检测的精确性及评估效率。
为了便于理解，对本发明中出现的部分名词作以下解释说明：
连接器：是指连接两个有源器件的器件，传输电流或信号；在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间，架起沟通的桥梁，从而使电流流通，使电路实现预定的功能。
FOOTPRINT：是指连接器同PCB板连接的孔。
为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
本发明提供了一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的方法，包括以下步骤：
一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的方法，包括以下步骤：
确定被测连接器的管脚排数、每排的管脚对数、每对管脚长度数值及测试频率值；
根据所述管脚长度数值及所述测试频率值，获取所述被测连接器在所述测试频率值下的损耗值；
根据所述管脚长度数值及所述损耗值，计算得到所述被测连接器在测试频率值下的FOOTPRINT损耗值。
优选地，所述的确定被测连接器的管脚排数、每排的管脚对数、每对管脚长度数值及测试频率值，包括：确定包含至少两排管脚、每排管脚数目为4对、每对管脚长度数值互不相同及测试频率值为F的被测连接器。
优选地，所述的确定被测连接器的管脚排数、每排的管脚对数、每对管脚长度数值及测试频率值，包括：确定包含两排管脚、每排管脚数目为4对、每对管脚长度数值互不相同及测试频率值为F的被测连接器。
优选地，所述的根据所述管脚长度数值及所述测试频率值，获取所述被测连接器在所述测试频率值下的损耗值，包括：
在任一测试频率值F下，通过检测第一排管脚，分别获取管脚长度数值为L1的第一连接器的损耗S1、管脚长度数值为L2的第二连接器的损耗S2、管脚长度数值为L3的第三连接器的损耗S3和管脚长度数值为L4的第四连接器的损耗S4；
在任一测试频率值F下，通过检测第二排管脚，分别获取管脚长度数值为L5的第五连接器的损耗S5、管脚长度数值为L6的第六连接器的损耗S6、管脚长度数值为L7的第七连接器的损耗S7和管脚长度数值为L8的第八连接器的损耗S8。
优选地，所述的测试频率值下的损耗值包括每个连接器的净损耗和两个FOOTPRINT损耗。
优选地，所述的根据所述管脚长度数值及所述损耗值，计算得到所述被测连接器在测试频率值下的FOOTPRINT损耗值，包括：
对于第一排管脚：建立第一个以管脚长度数值为X轴、测得的损耗值为Y轴的坐标系，将（L1，S1）、（L2，S2）、（L3，S3）和（L4，S4）四个点描绘在坐标系中；
通过坐标系中的点拟合出一条直线，并得出其对应的一元线性回归方程；
令所述直线与Y轴相交，得到一个相交点（0，Sa），即被测连接器管脚长度数值为0时的损耗值为Sa；
将Sa除以2得到一个FOOTPRINT损耗值Sa′；
对于第二排管脚：建立第二个以管脚长度数值为X轴、测得的损耗值为Y轴的坐标系，将（L5，S5）、（L6，S6）、（L7，S7）和（L8，S8）四个点描绘在坐标系中；
通过坐标系中的点拟合出一条直线，并得出其对应的一元线性回归方程；
令所述直线与Y轴相交，得到一个相交点（0，Sb），即被测连接器管脚长度数值为0时的损耗值为Sb；
将Sb除以2得到另一个FOOTPRINT损耗值Sb′；
通过求所述的Sa′与Sb′的平均值，得到最终的一个FOOTPRINT损耗值Sf，Sf=（Sa′+Sb′）÷2。
优选地，所述的Sa和Sb分别等于两个FOOTPRINT损耗值。
本发明还提供了一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的系统，包括：
确定模块，用于确定被测连接器的管脚排数、每排的管脚对数、每对管脚长度数值及测试频率值；
获取模块，用于根据所述管脚长度数值及所述测试频率值，获取所述被测连接器在所述测试频率值下的损耗值；
计算模块，用于根据所述管脚长度数值及所述损耗值，计算得到所述被测连接器在测试频率值下的FOOTPRINT损耗值。
优选地，所述的获取模块进一步包括：
第一获取模块，用于在任一测试频率值F下，通过检测第一排管脚，分别获取管脚长度数值为L1的第一连接器的损耗S1、管脚长度数值为L2的第二连接器的损耗S2、管脚长度数值为L3的第三连接器的损耗S3和管脚长度数值为L4的第四连接器的损耗S4；
第二获取模块，用于在任一测试频率值F下，通过检测第二排管脚，分别获取管脚长度数值为L5的第五连接器的损耗S5、管脚长度数值为L6的第六连接器的损耗S6、管脚长度数值为L7的第七连接器的损耗S7和管脚长度数值为L8的第八连接器的损耗S8。
优选地，所述的计算模块包括：
建立模块，用于分别建立两个以被测连接器的管脚长度数值为X轴、测得的损耗值为Y轴的坐标系，将（L1，S1）、（L2，S2）、（L3，S3）和（L4，S4）四个点描绘在第一个坐标系中，将（L5，S5）、（L6，S6）、（L7，S7）和（L8，S8）四个点描绘在第二个坐标系中；
拟合模块，用于通过两个坐标系中的点分别拟合出一条直线，并得出其对应的一元线性回归方程；
取值模块，用于令所述直线分别与Y轴相交，分别得到两个相交点（0，Sa）和（0，Sb），Sa和Sb分别为被测连接器的管脚长度数值为0时的损耗值；
除法模块，用于将Sa和Sb分别除以2，分别得到一个FOOTPRINT损耗值Sa′和Sb′；
平均模块，用于通过求所述的Sa′与Sb′的平均值，得到最终的FOOTPRINT损耗值Sf。
本发明的有益效果：
本发明测量连接器两排管脚不同长度数值管脚的损耗值，可以得出连接器的损耗与FOOTPRINT损耗；对于测得同一频率下不同管脚长度数值得出损耗值，在同一坐标系下进行拟合，得到一条线性直线，根据该直线可以得到任意管脚长度的连接器的损耗，进而得出一个FOOTPRINT损耗；最后利用两排管脚分别得出的FOOTPRINT损耗求取平均值，得出最终的FOOTPRINT损耗；利用此方法不仅可以得出任意频率下的FOOTPRINT损耗值，评估FOOTPRINT损耗值是否满足标准，为PCB的过孔设计提供有利依据，而且利用求取平均值得到最终FOOTPRINT损耗值，结果更加精确；同时为了避免FOOTPRINT损耗的差异性，可以进行多次检测，得出更加精确的拟合直线；此检测方法简便易操作且具有代表性。
附图说明
图1 为本发明一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的方法的流程示意图之一。
图2 为本发明一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的系统的结构示意图之一。
图3 为本发明一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的方法的流程示意图之二。
图4为本发明一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的系统的结构示意图之二。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：
实施例一：如图1所示，本发明的一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的方法，包括以下步骤：
步骤S101：确定被测连接器的管脚排数、每排的管脚对数、每对管脚长度数值及测试频率值；
步骤S102：根据所述管脚长度数值及所述测试频率值，获取所述被测连接器在所述测试频率值下的损耗值；
步骤S103：根据所述管脚长度数值及所述损耗值，计算得到所述被测连接器在测试频率值下的FOOTPRINT损耗值。
实施例二：如图2所示，本发明的一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的系统，包括：
确定模块201、获取模块202和计算模块203；确定模块201依次连接获取模块202和计算模块203。
确定模块201，用于确定被测连接器的管脚排数、每排的管脚对数、每对管脚长度数值及测试频率值；获取模块202，用于根据所述管脚长度数值及所述测试频率值，获取所述被测连接器在所述测试频率值下的损耗值；计算模块203，用于根据所述管脚长度数值及所述损耗值，计算得到所述被测连接器在测试频率值下的FOOTPRINT损耗值。
实施例三：如图3所示，本发明的另一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的方法，包括：
步骤S301：确定包含两排管脚、每排管脚数目为4对、每对管脚长度数值互不相同及测试频率值为F的被测连接器；
步骤S302：在任一测试频率值F下，通过检测第一排管脚，分别获取管脚长度数值为L1的第一连接器的损耗S1、管脚长度数值为L2的第二连接器的损耗S2、管脚长度数值为L3的第三连接器的损耗S3和管脚长度数值为L4的第四连接器的损耗S4；S1、S2、S3与S4分别等于对应的每个连接器的净损耗和两个FOOTPRINT损耗；
步骤S303：在任一测试频率值F下，通过检测第二排管脚，分别获取管脚长度数值为L5的第五连接器的损耗S5、管脚长度数值为L6的第六连接器的损耗S6、管脚长度数值为L7的第七连接器的损耗S7和管脚长度数值为L8的第八连接器的损耗S8；S5、S6、S7与S8分别等于对应的每个连接器的净损耗和两个FOOTPRINT损耗；
步骤S304：建立第一个以管脚的长度数值为X轴、测得的损耗值为Y轴的坐标系，将（L1，S1）、（L2，S2）、（L3，S3）和（L4，S4）四个点描绘在坐标系中；
建立第二个以管脚的长度数值为X轴、测得的损耗值为Y轴的坐标系，将（L5，S5）、（L6，S6）、（L7，S7）和（L8，S8）四个点描绘在坐标系中；
步骤S305：分别通过每个坐标系中的点拟合出一条直线，并得出其对应的一元线性回归方程；
步骤S306：令所述直线与Y轴相交，分别得到对应的相交点为（0，Sa）和（0，Sb），Sa和Sb分别为被测连接器的管脚长度数值为0时的损耗值，即两个FOOTPRINT损耗值；
步骤S307：将Sa和Sb分别除以2，分别得到一个FOOTPRINT损耗值Sa′和Sb′；
步骤S308：通过求所述的Sa′与Sb′的平均值，得到最终的FOOTPRINT损耗值Sf，Sf=（Sa′+ Sb′）÷2。
作为一种可实施的方式，本实施例的步骤S302中，在测试频率值F=4GHz下，管脚长度数值分别为：L1=0.5inch，L2=0.6inch，L3=0.8inch，L4=0.9inch；其对应的损耗值分别为：S1=-0.55054dB，S2=-0.55054 dB，S3=-0.67183 dB，S4=-0.78623 dB。
作为一种可实施的方式，本实施例的步骤S303中，在测试频率值F=4GHz下，管脚长度数值分别为：L5=0.5inch，L6=0.6inch，L7=0.8inch，L8=0.9inch；其对应的损耗值分别为：S5=-0.53515dB，S6=-0.60824 dB，S7=-0.68826 dB，S8=-0.82056 dB。
作为一种可实施的方式，本实施例的步骤S305中，第一排管脚得到的一元线性回归方程为Y=-0.5927X-0.2249，第二排管脚得到的一元线性回归方程为Y=-0.6509X-0.2075。
作为一种可实施的方式，本实施例的步骤S306中，Sa=-0.23 dB，Sb=-0.21 dB。
作为一种可实施的方式，本实施例的步骤S307中，Sa′=-0.115 dB，Sb′=-0.105dB。
作为一种可实施的方式，本实施例的步骤S308中，最终的FOOTPRINT损耗值Sf，Sf=-0.11 dB。
实施例四：如图4所示，本发明的另一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的系统，包括：
确定模块401，获取模块中的第一获取模块402及第二获取模块403，计算模块中的建立模块404、拟合模块405、取值模块406、除法模块407及平均模块408；确定模块401依次连接获取模块中的第一获取模块402、获取模块中的第二获取模块403、计算模块中的建立模块404、计算模块中的拟合模块405、计算模块中的取值模块406、计算模块中的除法模块407和计算模块中的平均模块408。
确定模块401，用于确定包含两排管脚、每排管脚数目为4对、每对管脚长度数值互不相同及测试频率值为F的被测连接器；获取模块中的第一获取模块402，用于在任一测试频率值F下，通过检测第一排管脚，分别获取管脚长度数值为L1的第一连接器的损耗S1、管脚长度数值为L2的第二连接器的损耗S2、管脚长度数值为L3的第三连接器的损耗S3和管脚长度数值为L4的第四连接器的损耗S4；S1、S2、S3与S4等于对应的每个连接器的净损耗和两个FOOTPRINT损耗；第二获取模块403，用于在任一测试频率值F下，通过检测第二排管脚，分别获取管脚长度数值为L5的第五连接器的损耗S5、管脚长度数值为L6的第六连接器的损耗S6、管脚长度数值为L7的第七连接器的损耗S7和管脚长度数值为L8的第八连接器的损耗S8；S5、S6、S7与S8等于对应的每个连接器的净损耗和两个FOOTPRINT损耗；计算模块中的建立模块404，用于分别建立两个以被测连接器的管脚长度数值为X轴、测得的损耗值为Y轴的坐标系，将（L1，S1）、（L2，S2）、（L3，S3）和（L4，S4）四个点描绘在第一个坐标系中，将（L5，S5）、（L6，S6）、（L7，S7）和（L8，S8）四个点描绘在第二个坐标系中；拟合模块405，用于分别通过每个坐标系中的点拟合出一条直线，并得出其对应的一元线性回归方程；取值模块406，用于令所述直线与Y轴相交，分别得到对应的相交点为（0，Sa）和（0，Sb），Sa和Sb分别为被测连接器的管脚长度数值为0时的损耗值，即两个FOOTPRINT损耗值；除法模块407，用于将Sa和Sb分别除以2，分别得到一个FOOTPRINT损耗值Sa′和Sb′；平均模块408，用于通过求所述的Sa′与Sb′的平均值，得到最终的FOOTPRINT损耗值Sf。
以上所示仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定被测连接器的管脚排数、每排的管脚对数、每对管脚长度数值及测试频率值；
根据所述管脚长度数值及所述测试频率值，获取所述被测连接器在所述测试频率值下的损耗值；具体包括：
在任一测试频率值F下，通过检测第一排管脚，分别获取管脚长度数值为L1的第一连接器的损耗S1、管脚长度数值为L2的第二连接器的损耗S2、管脚长度数值为L3的第三连接器的损耗S3和管脚长度数值为L4的第四连接器的损耗S4；
在任一测试频率值F下，通过检测第二排管脚，分别获取管脚长度数值为L5的第五连接器的损耗S5、管脚长度数值为L6的第六连接器的损耗S6、管脚长度数值为L7的第七连接器的损耗S7和管脚长度数值为L8的第八连接器的损耗S8；
根据所述管脚长度数值及所述损耗值，计算得到所述被测连接器在测试频率值下的FOOTPRINT损耗值；具体包括：
对于第一排管脚：建立第一个以管脚长度数值为X轴、测得的损耗值为Y轴的坐标系，将（L1，S1）、（L2，S2）、（L3，S3）和（L4，S4）四个点描绘在坐标系中；
通过坐标系中的点拟合出一条直线，并得出其对应的一元线性回归方程；
令所述直线与Y轴相交，得到一个相交点（0，Sa），即被测连接器管脚长度数值为0时的损耗值为Sa；
将Sa除以2得到一个FOOTPRINT损耗值Sa′；
对于第二排管脚：建立第二个以管脚长度数值为X轴、测得的损耗值为Y轴的坐标系，将（L5，S5）、（L6，S6）、（L7，S7）和（L8，S8）四个点描绘在坐标系中；
通过坐标系中的点拟合出一条直线，并得出其对应的一元线性回归方程；
令所述直线与Y轴相交，得到一个相交点（0，Sb），即被测连接器管脚长度数值为0时的损耗值为Sb；
将Sb除以2得到另一个FOOTPRINT损耗值Sb′；
通过求所述的Sa′与Sb′的平均值，得到最终的FOOTPRINT损耗值Sf，Sf=（Sa′+ Sb′）÷2。
2.根据权利要求1所述的一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的方法，其特征在于，所述的确定被测连接器的管脚排数、每排的管脚对数、每对管脚长度数值及测试频率值，包括：确定包含至少两排管脚、每排管脚数目为4对、每对管脚长度数值互不相同及测试频率值为F的被测连接器。
3.根据权利要求1所述的一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的方法，其特征在于，所述的确定被测连接器的管脚排数、每排的管脚对数、每对管脚长度数值及测试频率值，包括：确定包含两排管脚、每排管脚数目为4对、每对管脚长度数值互不相同及测试频率值为F的被测连接器。
4.根据权利要求1所述的一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的方法，其特征在于，所述的测试频率值下的损耗值包括每个连接器的净损耗和两个FOOTPRINT损耗。
5.根据权利要求1所述的一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的方法，其特征在于，所述的Sa和Sb分别等于两个FOOTPRINT损耗值。
6.一种检测连接器的FOOTPRINT损耗的系统，其特征在于，包括：
确定模块，用于确定被测连接器的管脚排数、每排的管脚对数、每对管脚长度数值及测试频率值；
获取模块，用于根据所述管脚长度数值及所述测试频率值，获取所述被测连接器在所述测试频率值下的损耗值；
所述的获取模块进一步包括：
第一获取模块，用于在任一测试频率值F下，通过检测第一排管脚，分别获取管脚长度数值为L1的第一连接器的损耗S1、管脚长度数值为L2的第二连接器的损耗S2、管脚长度数值为L3的第三连接器的损耗S3和管脚长度数值为L4的第四连接器的损耗S4；
第二获取模块，用于在任一测试频率值F下，通过检测第二排管脚，分别获取管脚长度数值为L5的第五连接器的损耗S5、管脚长度数值为L6的第六连接器的损耗S6、管脚长度数值为L7的第七连接器的损耗S7和管脚长度数值为L8的第八连接器的损耗S8；
计算模块，用于根据所述管脚长度数值及所述损耗值，计算得到所述被测连接器在测试频率值下的FOOTPRINT损耗值；
所述的计算模块包括：
建立模块，用于分别建立两个以被测连接器的管脚长度数值为X轴、测得的损耗值为Y轴的坐标系，将（L1，S1）、（L2，S2）、（L3，S3）和（L4，S4）四个点描绘在第一个坐标系中，将（L5，S5）、（L6，S6）、（L7，S7）和（L8，S8）四个点描绘在第二个坐标系中；
拟合模块，用于通过两个坐标系中的点分别拟合出一条直线，并得出其对应的一元线性回归方程；
取值模块，用于令所述直线分别与Y轴相交，分别得到两个相交点（0，Sa）和（0，Sb），Sa和Sb分别为被测连接器的管脚长度数值为0时的损耗值；
除法模块，用于将Sa和Sb分别除以2，分别得到一个FOOTPRINT损耗值Sa′和Sb′；
平均模块，用于通过求所述的Sa′与Sb′的平均值，得到最终的FOOTPRINT损耗值Sf。
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