CN117191340A - 一种高速光发射to类器件的s参数测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高速光发射TO类器件的S参数测试方法，包括：步骤S1，设计第一50ohm差分测试板和50ohm差分去嵌板；步骤S2，设计第二50ohm差分测试板；步骤S3，将差分测试板的同轴线转接器焊盘分别连接至两个偏置器，然后连接至矢量网络分析仪，步骤S4，测试获得差分反射S参数文件，并将导入所述矢量网络分析仪的夹具去嵌目录；步骤S5，将所述差分测试板的FPC焊盘连接至光器件，所述光器件通过光纤连接至光波元器件分析仪的接收端，再将其RF输出端连接至所述矢量网络分析仪；步骤S6，测试并保存S参数测试文件。本发明针对性设计了三种测试板及其S参数测试方法，进而能够实现DML光器件的高效和可靠测试。
Description
技术领域
本发明涉及一种光器件测试方法，尤其涉及一种高速光发射TO类器件的S参数测试方法。
背景技术
高速光发射TO类器件指的是高速DML的TO类光器件，简称DML光器件，也称光发射TO类器件；其中，DML指的是Directly Modulated Lasers，TO指的是Transistor Outline，高速光发射TO类器件的S参数测试用于评估产品的射频信号性能，为调试眼图提供依据。该测试系统针对TO类封装的DML（Directly Modulated Laser）光器件，未来也可以用于BOX、蝶型封装的DML器件。
光模块的结构包括PCBA（Printed Circuit Board Assembly印制电路板）、FPC（Flexible Printed Circuit柔性电路板）和光器件，光器件和FPC之间、PCBA和FPC之间通过热压焊接的方式连接，发射器件通常使用DFB（Distributed Feedback Laser分布式反射）激光器传输光信号。为了研发出一个高性能的光模块，在实际研发过程中，经常会将PCBA与不同的FPC、器件相互组合来调试对比性能，以便找出最好的组合，帮助设计出更优秀的FPC和光器件。因此有必要对FPC和光器件进行单独的测试，以便评估、研究和改进其性能。
而S参数就是其中一个用来描述高速通信产品性能的指标。S参数指的是ScatterParameter散射参数，是一种描述系统频率响应的矩阵参数，包括信号的反射、损耗和串扰等，通常使用VNA进行测试，VNA指的是Vector Network Analyzer矢量网络分析仪，通过VNA测试获得的S参数可以用来评估产品的带宽和信号质量。而VNA测试设备的连接端口为同轴射频连接器，如果要测试产品，通常有3种测试方法。
第1种方法使用光眼图，把光器件做成光模块产品，以便对比不同光器件的最终性能。但这种方式并不能把光器件的性能单独分出来，不能获得光器件的S参数和频域指标，而且还存在成本高的问题。
第2种方法使用测试板。经由射频同轴线连接到测试板，通过测试板与FPC进行连接，从而连通到光器件。测试前使用专门的去嵌入工具采集测试板的S参数矩阵，将矩阵导入VNA设备后进行测试就可以得到真实的产品S参数，但是目前这种方法需要将不同光器件焊接到PCBA上；但这种方式由于测试板的设计不够合理，获得的S参数严重失真，如图7去嵌前的曲线所示，难以进行对比分析。
第3种方式使用探针。可以将同轴线与射频专用探针连接，将探针接触产品的线路，与测试板相同在经过专用工具将探针去嵌入后，进而测得产品的真实S参数，可以用于FPC和管座。但是操作比较复杂，而且成本高。另外差分GSSG探针通常是100Ohm，不能通过去嵌把端口阻抗移动到差分50Ohm，因此很难去除差分100Ohm到光器件差分50Ohm阻抗突变的反射影响。
另外，长距离高速发射光器件主要使用DFB激光器，而对DFB激光器的信号调制方法主要有两种，电吸收调制和直接调制，前者称为EML(Electro-absorption ModulatedLaser)，后者称为DML（Directly Modulated Laser）。EML的光器件通常采用标准的单端信号线，信号线和地线构成回路；而DML光器件通常采用差分信号线，差分正极和负极构成回路，另外有参考地。单端线路的测试只需要一个VNA端口，而差分线路的测试则需要两个VNA端口，相应的测试板上需要一对差分线路。由于DML光器件的阻抗与VNA端口不一致，使用VNA测试DML光器件的S参数效果很差，因此采用现有技术很难评估光器件的封装与FPC的性能。因此，目前市面上并没有针对包括FPC的DML光器件的可靠测试方法，使得高速光发射TO类器件的S参数难以实现高效且可靠的测试。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是需要提供一种高速光发射TO类器件的S参数测试方法，以实现DML光器件的高效和可靠测试，为DML光器件的性能评估提供了测试基础，便于调试和优化光器件的性能。
对此，本发明提供一种高速光发射TO类器件的S参数测试方法，包括以下步骤：
步骤S1，设计第一50ohm差分测试板，并设计与所述第一50ohm差分测试板对应的50ohm差分去嵌板，所述50ohm差分去嵌板为对称镜像的去嵌功能测试板，所述50ohm差分去嵌板的对称走线与所述第一50ohm差分测试板的对称走线一致；
步骤S2，设计第二50ohm差分测试板，所述第二50ohm差分测试板靠近FPC焊盘的一端连接有阻抗匹配单元；
步骤S3，将差分测试板的同轴线转接器焊盘通过同轴线分别连接至两个偏置器，所述两个偏置器分别连接至矢量网络分析仪，并判断所述差分测试板的类型，当所述差分测试板为第一50ohm差分测试板时，跳转至步骤S4；当所述差分测试板为第二50ohm差分测试板时，跳转至步骤S5；
步骤S4，测试获得差分反射S参数文件，将该S参数文件导入至对应的物理层测试系统软件中，使用自动夹具去除校准获得所述第一50ohm差分测试板的夹具S参数，并将所述夹具S参数导入所述矢量网络分析仪的夹具去嵌目录；
步骤S5，将所述差分测试板的FPC焊盘连接至光器件，所述光器件通过光纤连接至光波元器件分析仪的接收端，再将所述光波元器件分析仪的RF输出端连接至所述矢量网络分析仪；
以及，步骤S6，进行测试，并保存S参数测试文件；
其中，所述差分测试板包括所述第一50ohm差分测试板和第二50ohm差分测试板，所述第一50ohm差分测试板和第二50ohm差分测试板的一端均设置有FPC焊盘，所述第一50ohm差分测试板和第二50ohm差分测试板的另一端均对称设置有同轴线转接器焊盘，所述FPC焊盘通过预设的差分线对称连接至所述同轴线转接器焊盘。
本发明的进一步改进在于，所述第一50ohm差分测试板中，所述FPC焊盘通过50ohm差分线对称连接至两侧的同轴线转接器焊盘，所述两侧的同轴线转接器焊盘之间的中心间距为15~20mm，所述同轴线转接器焊盘与所述FPC焊盘之间的垂直距离为20mm。
本发明的进一步改进在于，所述第二50ohm差分测试板中，所述第二50ohm差分测试板靠近FPC焊盘的一端走线中间各串联一个35ohm的第一电阻，且该端走线各并联一个35ohm的第二电阻，并联后的第二电阻接地。其中，所述第一电阻的串联和所述第二电阻的并联无需设置先后顺序。
本发明的进一步改进在于，所述第二50ohm差分测试板中，所述FPC焊盘通过100ohm差分线对称连接至两侧的同轴线转接器焊盘，所述两侧的同轴线转接器焊盘之间的中心间距为15~20mm，所述同轴线转接器焊盘与所述FPC焊盘之间的垂直距离为20mm。
本发明的进一步改进在于，所述差分测试板的PCB电路板结构至少包括2层，自下而上包括平面参考地、差分线、底面参考地、地层通孔和顶层，所述平面参考地和底面参考地分别通过所述地层通孔连接至所述PCB电路板的顶层；所述差分线设置于所述底面参考地，并与所述平面参考地位于同一层；所述底面参考地与所述同轴线转接器焊盘位置相对应的走线下方预留反焊盘挖空部，所述反焊盘挖空部的宽度为1mm，长度为1.2mm。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S4包括以下子步骤：
步骤S401，测试所述50ohm差分去嵌板的差分S参数矩阵，存储对应的S4P文件，将所述S4P文件导入与所述矢量网络分析仪对应的物理层测试系统软件中，使用自动夹具去除校准得到所述第一50ohm差分测试板的夹具S参数；
步骤S402，将所述夹具S参数导入所述矢量网络分析仪的夹具去嵌目录。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S401包括以下子步骤：
步骤S4011，选择所述物理层测试系统软件菜单栏中Utilities>AutomaticFixture Removal的差分和端口参数；
步骤S4012，选择2X Thru夹具标准件；
步骤S4013，选择历史记录中的夹具2X Thru S4P文件；
步骤S4014，选择与所述50ohm差分去嵌板对应的端口信息，获取夹具阻抗以及长度信息，在所述物理层测试系统软件查看提取的夹具S参数；
步骤S4015，选择要保存的格式，当直接在所述物理层测试系统软件上面查看，直接选择所述物理层测试系统软件的PLTS格式；当需要在所述矢量网络分析仪上进行去嵌处理时，选择所述矢量网络分析仪的PNA格式；保存所述夹具S参数。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S4包括以下子步骤：
步骤S401’， 所述第一50ohm差分测试板与所述矢量网络分析仪进行连接之后，直接测试所述差分反射S参数，存储对应的S2P文件，将所述S2P文件导入与所述矢量网络分析仪对应的物理层测试系统软件中，使用自动夹具去除的开路选项获取所述第一50ohm差分测试板的夹具S参数；
步骤S402，将所述夹具S参数导入所述矢量网络分析仪的夹具去嵌目录。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S401’包括以下子步骤：
步骤S4011’，选择所述物理层测试系统软件菜单栏中Utilities>AutomaticFixture Removal的差分和端口参数；
步骤S4012’，选择夹具A和B开路；
步骤S4013’，选择历史记录中的夹具开路 S2P文件，所述夹具开路 S2P文件指的是单端开路的S2P文件；
步骤S4014’，调整夹具A和B的长度，通过提取点获取夹具阻抗以及长度信息，在所述物理层测试系统软件查看提取的夹具S参数；
步骤S4015’，选择要保存的格式，保存所述夹具S参数。
本发明的进一步改进在于，当光器件不同时，根据当前的光器件对所述差分测试板的FPC焊盘进行对应修改。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：针对高速光发射TO类器件设计了第一50ohm差分测试板、50ohm差分去嵌板以及第二50ohm差分测试板共三种测试板，并针对性提供了配套的高速光发射TO类器件的S参数测试方法，针对性提出并优化了测试过程中各个设备的连接方式，进而很好地实现了DML光器件的高效和可靠测试，为DML光器件的性能评估提供了很好地测试基础，便于调试和优化DML光器件的性能，为产品的升级换代提供了更好的基础。
附图说明
图1是本发明一种实施例的第一50ohm差分测试板的结构示意图；
图2是本发明一种实施例的50ohm差分去嵌板的结构示意图；
图3是本发明一种实施例的第二50ohm差分测试板的结构示意图；
图4是本发明一种实施例的差分测试板在测试过程的连接原理示意图；
图5是本发明一种实施例的差分测试板的立体结构示意图；
图6是图5中A的放大结构示意图；
图7是本发明一种实施例的DML光器件在去嵌前后测试插损的仿真图；
图8是本发明一种实施例的DML光器件在去嵌前后测试反射的仿真图；
图9是本发明一种实施例的DML光器件在去嵌前后测试阻抗的仿真图；
图10-1至图10-4是本发明一种实施例将所述夹具S参数导入所述矢量网络分析仪的夹具去嵌目录的过程示意图；
图11是本发明一种实施例的50ohm差分去嵌板的一种连接结构示意图；
图12是本发明一种实施例中50ohm差分去嵌板的连接示意图。
附图标识：1-第一50ohm差分测试板；2-50ohm差分去嵌板；3-第二50ohm差分测试板；4-FPC焊盘；5-同轴线转接器焊盘；6-偏置器；7-矢量网络分析仪；8-光器件；9-光纤；10-光波元器件分析仪；11-50ohm差分线；12-第一电阻；13-第二电阻；14-100ohm差分线；15-平面参考地；16-差分线；17-底面参考地；18-地层通孔；19-顶层；20-反焊盘挖空部；21-同轴线；22-连接器。
实施方式
在本发明的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。如果某一技术特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个技术特征，可以直接设置、固定、连接在另一个技术特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个技术特征上。
在本发明的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上；如果涉及到 “多个”，其含义是两个以上；如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数；如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”等，应当理解为仅用于相同或是相似技术特征名称的区分，而不能理解为暗示/指明技术特征的相对重要性，不能理解为暗示/指明技术特征的数量，也不能理解为暗示/指明技术特征的先后关系。
下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
如图1至图10-4所示，本实施例提供一种高速光发射TO类器件的S参数测试方法，包括以下步骤：
步骤S1，如图1、图5和图6所示，设计第一50ohm差分测试板1，并设计与所述第一50ohm差分测试板1对应的50ohm差分去嵌板2，如图2所示；所述50ohm差分去嵌板2为对称镜像的去嵌功能测试板，所述50ohm差分去嵌板2的对称走线与所述第一50ohm差分测试板1的对称走线一致；用于测试去嵌板的差分直通S参数，使用VNA自带的去嵌功能提取差分测试板的S参数，将测试校准到DUT前端，DUT指的是Device Under Test待测物，即本实施例的DML光器件，简称光器件8；当差分测试板在不接DUT的情况下测试差分反射S参数，使用VNA自带的去嵌功能计算出差分测试板的S参数，将测试校准到DUT前端；
步骤S2，如图3所示，设计第二50ohm差分测试板3，所述第二50ohm差分测试板3靠近FPC焊盘4的一端连接有阻抗匹配单元；更为具体的，本实施例所述第二50ohm差分测试板3中，所述第二50ohm差分测试板3靠近FPC焊盘4的一端走线中间各串联一个35ohm的第一电阻12，且该端走线各并联一个35ohm的第二电阻13，并联后的第二电阻13接地，以便实现阻抗匹配，即所述阻抗匹配单元包括第一电阻12和第二电阻13；其中，所述第一电阻12的串联和所述第二电阻13的并联无需设置先后顺序；
步骤S3，如图4所示，将差分测试板的同轴线转接器焊盘5通过同轴线21分别连接至两个偏置器6，以构成直流回路来驱动激光器；所述两个偏置器6通过同轴线21分别连接至矢量网络分析仪7，并判断所述差分测试板的类型，当所述差分测试板为第一50ohm差分测试板1时，跳转至步骤S4，实现第一种方案或第二种方案的测试；当所述差分测试板为第二50ohm差分测试板3时，跳转至步骤S5，实现第三种方案的测试；
步骤S4，测试获得差分反射S参数文件，将该S参数文件导入至对应的物理层测试系统软件中，使用自动夹具去除校准获得所述第一50ohm差分测试板1的夹具S参数，并将所述夹具S参数导入所述矢量网络分析仪7的夹具去嵌目录；物理层测试系统指的是PhysicalLayer Test System，简称PLTS；
步骤S5，将同轴线21通过同轴线转接器焊盘5连接到差分测试板，将所述差分测试板的FPC焊盘4连接至光器件8，所述光器件8通过光纤9连接至光波元器件分析仪10的接收端，再将所述光波元器件分析仪10的RF输出端连接至所述矢量网络分析仪7；
以及，步骤S6，进行测试，并保存S参数测试文件，即保存S3P文件，完成测试。本实施例所实现的S参数结果如图7至9所示，由此可见，经过本实施例的去嵌处理后S参数较去嵌前更平滑，能够更好地分析产品性能。
其中，本实施例所述差分测试板包括所述第一50ohm差分测试板1和第二50ohm差分测试板3，如图1和图3所示，所述第一50ohm差分测试板1和第二50ohm差分测试板3的一端均设置有FPC焊盘4，所述第一50ohm差分测试板1和第二50ohm差分测试板3的另一端均对称设置有同轴线转接器焊盘5，所述FPC焊盘4通过预设的差分线对称连接至所述同轴线转接器焊盘5。
本实施例所述步骤S1和步骤S2为的是针对高速光发射TO类器件设计出第一50ohm差分测试板1、50ohm差分去嵌板2以及第二50ohm差分测试板3共三种测试板，所述高速光发射TO类器件也称光发射TO类器件，优选指的是高于100G的光发射器件，其结构如图1至图6所示。需要说明的是，本实施例所述50ohm差分去嵌板2的对称走线与所述第一50ohm差分测试板1的对称走线一致，以便满足所述第一50ohm差分测试板1和50ohm差分去嵌板2之间的配套测试需求，并在此基础上实现去嵌，去嵌指的是DUT特征校准中，需要去除DUT平面处测试信号的无用互连特性，进而将参考平面从矢量网络分析仪VNA的输出端口移向 DUT输入端口的过程。50ohm指的是特征阻抗为50ohm；100ohm指的是特征阻抗为100ohm。
优选的，本实施例所述第一50ohm差分测试板1中，所述FPC焊盘4通过50ohm差分线11对称连接至两侧的同轴线转接器焊盘5，所述两侧的同轴线转接器焊盘5之间的中心间距为15~20mm，所述同轴线转接器焊盘5与所述FPC焊盘4之间的垂直距离为20mm。值得说明的是，本实施例这样的设计，并不是随意设计，而是针对高速光发射TO类器件的S参数测试需求所设计的，各个尺寸的误差需要控制在±0.5mm之内。
对应的，本实施例所述第二50ohm差分测试板3中，所述FPC焊盘4通过100ohm差分线14对称连接至两侧的同轴线转接器焊盘5，即，所述同轴线转接器5到第一电阻12之间的走线设计成100ohm差分，进而使得每个单端实现50ohm。同样的，在所述第二50ohm差分测试板3中，所述两侧的同轴线转接器焊盘5之间的中心间距为15~20mm，所述同轴线转接器焊盘5与所述FPC焊盘4之间的垂直距离为20mm。
如图5和图6所示，本实施例所述差分测试板的PCB电路板结构至少包括2层，自下而上包括平面参考地15、差分线16、底面参考地17、地层通孔18和顶层19，所述平面参考地15和底面参考地17分别通过所述地层通孔18连接至所述PCB电路板的顶层19，所述顶层19也对应优选包括双层结构；所述差分线16设置于所述底面参考地17，并与所述平面参考地15位于同一层；所述底面参考地17与所述同轴线转接器焊盘5位置相对应的走线下方预留反焊盘挖空部20，所述反焊盘挖空部20的宽度为1mm，长度为1.2mm；所述反焊盘挖空部20指的是与所述同轴线转接器焊盘5位置相对应的预留缺口部位，以便在实际生产中实现快速且稳定的焊接；所述差分线16指的是差分信号线，包括且不限于50ohm和100ohm的差分线。
在第一种方案中，采用所述第一50ohm差分测试板1和50ohm差分去嵌板2相配合，本实施例所述步骤S4包括以下子步骤：
步骤S401，测试所述50ohm差分去嵌板2的差分S参数矩阵，存储对应的S4P文件，将所述S4P文件导入与所述矢量网络分析仪对应的物理层测试系统软件中，使用自动夹具去除校准得到所述第一50ohm差分测试板的夹具S参数；其中，如图12所示，所述50ohm差分去嵌板2连接到矢量网络分析仪VNA的四个端口，用于单独测试以得到一个S4P文件；
所述步骤S402，将所述夹具S参数导入所述矢量网络分析仪7的夹具去嵌目录。
本实施例所述步骤S401中，使用自动夹具去除校准的原理是通过反傅里叶变换将S参数转成时域TDR，TDR指的是Time domain reflectometry时域反射，用反傅里叶变换算法识别并分割夹具一段的TDR，比如直通的TDR是对称的，可以取TDR的中间点进行分割；如果在第二种方案不接DUT的情况下，S参数可以识别线路末端的高阻抗点进行分割；再通过傅里叶变换时域转成频域的夹具S参数，进而不仅可以在时域中分析光器件8的性能，还能够在频域去分析光器件8的性能。自动夹具去除指的是Automatic Fixture Removal，简称AFR。
本实施例所述50ohm差分去嵌板2和同轴线21之间的连接方式优选为：同轴线21的端口通常为2.4mm或2.92mm公头，所述50ohm差分去嵌板2的端口为GSG结构焊盘，可以使用市面上常见的2.4mm或2.92mm母头转GSG针脚的连接器，先焊接到PCB电路板上，再使用同轴线21进行连接。也可以将PCB电路板设计成带螺丝的焊盘，使用螺丝固定专门的连接器22，如图11所示。本实施例所述50ohm差分去嵌板2与产品（FPC等）对应的连接处可以设计成匹配焊盘，以便实现对准压紧，并保证连接结构的稳定性，或者采用锡焊的方式和产品连接。
本实施例的第一种方案之中实现了去嵌处理，在第一种方案之中，FPC焊盘4需要连接光器件8的待测产品，此时，所述步骤S401包括以下子步骤：
步骤S4011，选择所述物理层测试系统软件菜单栏中Utilities>AutomaticFixture Removal的差分和端口参数，比如选择差分Differential和端口参数4 Port；
步骤S4012，选择2X Thru夹具标准件，2X Thru指的是所述物理层测试系统软件中夹具标准件的名称；
步骤S4013，选择历史记录中的夹具2X Thru S4P文件，即之前测了的夹具的S参数文件，需要注意的是，本实施例这里的S4P文件需要是单端的S4p；
步骤S4014，在弹出的端口菜单选择对应的端口信息，即选择与所述50ohm差分去嵌板2对应的端口信息，假如提取的S4P文件是1端口和3端口为一个差分对，2端口和4端口为另一个差分对的话，直接选择默认的设置即可；选择完毕后，将获取夹具阻抗以及长度信息，在所述物理层测试系统软件查看提取的夹具S参数；
步骤S4015，选择要保存的格式，当直接在所述物理层测试系统软件上面查看，直接选择所述物理层测试系统软件的PLTS格式；当需要在所述矢量网络分析仪7上进行去嵌处理时，选择所述矢量网络分析仪7的PNA格式；保存所述夹具S参数。
本实施例所述步骤S402，用于将所述夹具S参数导入所述矢量网络分析仪7的夹具去嵌目录。具体的实现过程如下：先打开所述矢量网络分析仪7的Cal选项（Cal命令对应的选项），然后选择Fixtures，如图10-1所示；然后选择4Port DE/Embed，如图10-2所示；然后设置成如图10-3所示，接着在下面载入步骤S401中得到的S4P文件后确认，再点击Fixturing切换成ON即可完成，如图10-4所示；这一过程，结合现有所述矢量网络分析仪7的导入操作就能够很好地将夹具S参数导入制定的夹具去嵌目录。
本实施例所实现的S参数结果如图7至9所示，由此可见，经过本实施例的去嵌处理后（第一种方案）S参数较去嵌前更平滑，能够更好地分析产品性能。
在本实施例的第二种方案之中，与第一种方案的不同之处在于，所述FPC焊盘4不需要连接光器件8的待测产品，即FPC不连接产品。此时，所述步骤S4包括以下子步骤：
步骤S401’， 所述第一50ohm差分测试板1与所述矢量网络分析仪7进行连接之后，直接测试所述差分反射S参数，存储对应的S2P文件，将所述S2P文件导入与所述矢量网络分析仪7对应的物理层测试系统软件中，使用自动夹具去除的开路选项获取所述第一50ohm差分测试板1的夹具S参数；
步骤S402，将所述夹具S参数导入所述矢量网络分析仪7的夹具去嵌目录。
该第二种方案获得的S参数结果与前面所述的第一种方案相似；不同之处在于，由于只有OPEN的参数，测试精度会比第一种方案稍差一点，但是由于不需要所述50ohm差分去嵌板2，即不需要进行去嵌，成本较低，能够很好地满足不同的测试需求。
更为具体的，本实施例所述步骤S401’包括以下子步骤：
步骤S4011’，选择所述物理层测试系统软件菜单栏中Utilities>AutomaticFixture Removal的差分和端口参数，比如选择差分Differential和端口参数4 Port；
步骤S4012’，选择夹具A和B开路，即FPC不连接产品；
步骤S4013’，选择历史记录中的夹具开路 S2P文件，所述夹具开路 S2P文件指的是单端开路的S2P文件；
步骤S4014’，调整夹具A和B的长度，在线路末端的高阻抗点进行分割和提取，通过提取点获取夹具阻抗以及长度信息，在所述物理层测试系统软件查看提取的夹具S参数；
步骤S4015’，选择要保存的格式，保存所述夹具S参数。
本实施例的第三种方案中，采用的是第二50ohm差分测试板3，由于接入电阻，TDR被干扰，而无法进行AFR去嵌，因此，跳过步骤S4直接进入步骤S5，但是由于电阻匹配了产品的阻抗，因此大幅度地减小了反射，使得S参数的失真减小，因此，也能够很好地满足实际的测试需求，并且无需所述50ohm差分去嵌板2，成本低，测试过程更加简便。
值得说明的是，当光器件8不同时，本实施例根据当前的光器件8对所述差分测试板的FPC焊盘4进行对应修改，可以根据不同的光器件8进而设计不同的FPC焊盘4以适应其他DML产品。比如4通道DML光器件的FPC焊盘4与单通道DML光器件不同，差分测试板可以匹配4通道的FPC焊盘4进行对应修改和替换，即可满足兼容性的需求。
综上所述，本实施例针对高速光发射TO类器件设计了第一50ohm差分测试板1、50ohm差分去嵌板2以及第二50ohm差分测试板3共三种测试板，并针对性提供了配套的高速光发射TO类器件的S参数测试方法，针对性提出并优化了测试过程中各个设备的连接方式，进而很好地实现了DML光器件8的高效和可靠测试，为DML光器件8的性能评估提供了很好地测试基础，便于调试和优化DML光器件8的性能，为产品的升级换代提供了更好的基础。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高速光发射TO类器件的S参数测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，设计第一50ohm差分测试板，并设计与所述第一50ohm差分测试板对应的50ohm差分去嵌板，所述50ohm差分去嵌板为对称镜像的去嵌功能测试板，所述50ohm差分去嵌板的对称走线与所述第一50ohm差分测试板的对称走线一致；
步骤S2，设计第二50ohm差分测试板，所述第二50ohm差分测试板靠近FPC焊盘的一端连接有阻抗匹配单元；
步骤S3，将差分测试板的同轴线转接器焊盘通过同轴线分别连接至两个偏置器，所述两个偏置器分别连接至矢量网络分析仪，并判断所述差分测试板的类型，当所述差分测试板为第一50ohm差分测试板时，跳转至步骤S4；当所述差分测试板为第二50ohm差分测试板时，跳转至步骤S5；
步骤S4，测试获得差分反射S参数文件，将该S参数文件导入至对应的物理层测试系统软件中，使用自动夹具去除校准获得所述第一50ohm差分测试板的夹具S参数，并将所述夹具S参数导入所述矢量网络分析仪的夹具去嵌目录；
步骤S5，将所述差分测试板的FPC焊盘连接至光器件，所述光器件通过光纤连接至光波元器件分析仪的接收端，再将所述光波元器件分析仪的RF输出端连接至所述矢量网络分析仪；
以及，步骤S6，进行测试，并保存S参数测试文件；
其中，所述差分测试板包括所述第一50ohm差分测试板和第二50ohm差分测试板，所述第一50ohm差分测试板和第二50ohm差分测试板的一端均设置有FPC焊盘，所述第一50ohm差分测试板和第二50ohm差分测试板的另一端均对称设置有同轴线转接器焊盘，所述FPC焊盘通过预设的差分线对称连接至所述同轴线转接器焊盘。
2.根据权利要求1所述的高速光发射TO类器件的S参数测试方法，其特征在于，所述第一50ohm差分测试板中，所述FPC焊盘通过50ohm差分线对称连接至两侧的同轴线转接器焊盘，所述两侧的同轴线转接器焊盘之间的中心间距为15~20mm，所述同轴线转接器焊盘与所述FPC焊盘之间的垂直距离为20mm。
3.根据权利要求1所述的高速光发射TO类器件的S参数测试方法，其特征在于，所述第二50ohm差分测试板中，所述第二50ohm差分测试板靠近FPC焊盘的一端走线中间各串联一个35ohm的第一电阻，且该端走线各并联一个35ohm的第二电阻，并联后的第二电阻接地。
4.根据权利要求3所述的高速光发射TO类器件的S参数测试方法，其特征在于，所述第二50ohm差分测试板中，所述FPC焊盘通过所述50ohm差分线连接至所述第一电阻，所述第一电阻通过100ohm差分线对称连接至两侧的同轴线转接器焊盘，所述两侧的同轴线转接器焊盘之间的中心间距为15~20mm，所述同轴线转接器焊盘与所述FPC焊盘之间的垂直距离为20mm。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的高速光发射TO类器件的S参数测试方法，其特征在于，所述差分测试板的PCB电路板结构至少包括2层，自下而上包括平面参考地、差分线、底面参考地、地层通孔和顶层，所述平面参考地和底面参考地分别通过所述地层通孔连接至所述PCB电路板的顶层；所述差分线设置于所述底面参考地，并与所述平面参考地位于同一层；所述底面参考地与所述同轴线转接器焊盘位置相对应的走线下方预留反焊盘挖空部，所述反焊盘挖空部的宽度为1mm，长度为1.2mm。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的高速光发射TO类器件的S参数测试方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下子步骤：
步骤S401，测试所述50ohm差分去嵌板的差分S参数矩阵，存储对应的S4P文件，将所述S4P文件导入与所述矢量网络分析仪对应的物理层测试系统软件中，使用自动夹具去除校准得到所述第一50ohm差分测试板的夹具S参数；
步骤S402，将所述夹具S参数导入所述矢量网络分析仪的夹具去嵌目录。
7.根据权利要求6所述的高速光发射TO类器件的S参数测试方法，其特征在于，所述步骤S401包括以下子步骤：
步骤S4011，选择所述物理层测试系统软件菜单栏中Utilities>Automatic FixtureRemoval的差分和端口参数；
步骤S4012，选择2X Thru夹具标准件；
步骤S4013，选择历史记录中的夹具2X Thru S4P文件；
步骤S4014，选择与所述50ohm差分去嵌板对应的端口信息，获取夹具阻抗以及长度信息，在所述物理层测试系统软件查看提取的夹具S参数；
步骤S4015，选择要保存的格式，当直接在所述物理层测试系统软件上面查看，直接选择所述物理层测试系统软件的PLTS格式；当需要在所述矢量网络分析仪上进行去嵌处理时，选择所述矢量网络分析仪的PNA格式；保存所述夹具S参数。
8.根据权利要求1至4任意一项所述的高速光发射TO类器件的S参数测试方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下子步骤：
步骤S401’，所述第一50ohm差分测试板与所述矢量网络分析仪进行连接之后，直接测试所述差分反射S参数，存储对应的S2P文件，将所述S2P文件导入与所述矢量网络分析仪对应的物理层测试系统软件中，使用自动夹具去除的开路选项获取所述第一50ohm差分测试板的夹具S参数；
步骤S402，将所述夹具S参数导入所述矢量网络分析仪的夹具去嵌目录。
9.根据权利要求8所述的高速光发射TO类器件的S参数测试方法，其特征在于，所述步骤S401’包括以下子步骤：
步骤S4011’，选择所述物理层测试系统软件菜单栏中Utilities>Automatic FixtureRemoval的差分和端口参数；
步骤S4012’，选择夹具A和B开路；
步骤S4013’，选择历史记录中的夹具开路 S2P文件，所述夹具开路 S2P文件指的是单端开路的S2P文件；
步骤S4014’，调整夹具A和B的长度，通过提取点获取夹具阻抗以及长度信息，在所述物理层测试系统软件查看提取的夹具S参数；
步骤S4015’，选择要保存的格式，保存所述夹具S参数。
10.根据权利要求1至4任意一项所述的高速光发射TO类器件的S参数测试方法，其特征在于，当光器件不同时，根据当前的光器件对所述差分测试板的FPC焊盘进行对应修改。
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| CN202311120120.0A CN117191340A (zh) | 2023-09-01 | 2023-09-01 | 一种高速光发射to类器件的s参数测试方法 |
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| CN202311120120.0A CN117191340A (zh) | 2023-09-01 | 2023-09-01 | 一种高速光发射to类器件的s参数测试方法 |
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| CN117579153A (zh) * | 2024-01-17 | 2024-02-20 | 深圳市迅特通信技术股份有限公司 | 一种光互联通道tdr低成本测试装置、方法以及系统 |
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2023
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| CN117579153B (zh) * | 2024-01-17 | 2024-04-19 | 深圳市迅特通信技术股份有限公司 | 一种光互联通道tdr低成本测试装置、方法以及系统 |
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