浅谈线缆的电器性能测试项目

首先高频包括以下项目：Impedance,Intra-Pair skew,Inter-Pair skew,Attenuation(Insertion Loss),Return Loss,Eye Diagram,EMI,ESD等等 ,传输线是一个分布参数系统，它的每一段都具有分布电容、电感和电阻,传输线的分布参数通常用单位长度的电感L和单位长度的电容C以及单位长度上的电阻、电导来表示 ,如果和我一样在学校是电子专业应该非常清楚这些参数的相互影响，它们主要由传输线的几何结构和绝缘介质的特性所决定的,分布的电容、电感和电阻是传输线本身固有的参数，给定某一种传输线，这些参数的值也就确定了，这些参数反映着传输线的内在因素，它们的存在决定着传输线的一系列重要特性, 一个传输线的微分线段可以用等效电路描述,在实际的生产管理中，其实没必要将过程和算法进行细分和核算，最重要的是如何读懂参数之间的影响和参数不良的原因即可，更深的分析让专家型或者学者型的工程研发去干就可以，当然有兴趣可以更多的去研读分析.

序号	常用讯号传输名称	简称	全称对照表
1	回路損失	RL	Return Loss
2	衰    減	IL(ATT)	Insertion  loss(Attenuation)
3	特性阻抗	Z0	Differential  impedance
4	传输延迟	Delay	Propagation Delay
5	延迟偏离	Skew	Delay Skew
6	近端串扰	Next	Next Nearend  crosstalk
7	远端串扰	Fext	Far end  crosstalk
8	近端串扰衰减比	Acr	Attenuation-to-Crosstalk  Ratio
9	上升时间	Rise time	Rise time
10	单端转共模测试	SCD21	NA SCD21 Diff To Comm  Convert
11	近端的连接器阻抗	TDR Connector IMPZ	TDR Connector IMPZ
12	远端的连接器阻抗	TDR FE Connector IMPZ	TDR FE Connector IMPZ
13	对内延迟差异	TDR IntraPairSkew	TDR IntraPairSkew
14	远端串音	TDT NEXT B	TDT NEXT B

上图为目前常规线缆的电器性能测试项目，请工程人员务必记心里，这是工程基础

序号	测试项目	测试项目对应中文名称
1	USB3.0  Cable Impedance summary result	USB3.0线对特性阻抗
2	USB3.0  Mated Connectors Impedance(B-4-4)summary result	USB3.0线对的连接头Connecter阻抗
3	USB3.0  Mated Connectors Impedance(B-4-4)summary result（Reverse)	USB3.0线对的连接头Connecter阻抗（Reverse)
4	USB2.0  Cable Impedance summary result	USB2.0线对特性阻抗
5	USB2.0  High Speed Delay summary result	USB2.0线对延迟
6	USB2.0  High Speed Delay Skew summary result	USB2.0线对延迟差异
7	USB3.0  NEXT-SS Pairs summary result	USB3.0线对之间的近端串音
			8	USB3.0  NEXT-USB2.0 and SS Pairs summary result	USB3.0与USB2.0线对之间的近端串音
9	USB3.0  FEXT-USB2.0 and SS Pairs summary result	USB3.0与USB2.0线对之间的远端串音
10	USB3.0  NA Insertion Loss summary result	3.0线对插入损耗
11	USB3.0  NA Differential to Common Conversion	差分转共模
12	USB2.0  NA Insertion Loss summary result	USB2.0线对插入损耗

 

上图为目前USB3.0线缆的电器性能测试项目，比常规的复杂并增多测试项目

测试验证的时候，我们可以采用两种测试方式，一种为手动测试报告，如下图的第一张，另外一种采用测试软件自动测试完成的，目前常规采用的为自动软件测试，此种测试的弊端在于上升时间是已经系统设置好，不同的线材种类必须采用不同的测试上升时间，我们测试成品的时候也要去了解测试数据的差异，测试的数据图形一般分为三个段，测试治具一段，测试成品连接器为一段，测试线材为一段，一般多年的实验室测试人员一看测试报告，就可以判断测试数据的差异.

▧衰    減：你必须懂的参数之一【衰减（Attenuation）】

下面的测试图形为软件自动测试数据结果，其各图形已经设置，从低频到高频，每个数据点都有按照相对应得协会规范进行设置，测试结果一般常见的为低频不良，中间有掉线，高频下坠等多种形式，低频段不良找传输导体截面积，中间有掉线找制造过程，高频下坠找设计问题，一般八九不离十，当然我们会有个案的分析，只要有测试图形，一般的工程师都可以分析出大概，就像医生看病一样，拿着对应的心电图报告和数据，就可以判断病人哪里不舒服.

▧特性阻抗 ：你必须懂的参数之一【阻抗】

发生案例分享：拨外被的时候，由于脱皮机线夹太紧，内部的芯线被压变形，高频特性的阻抗会发生变化，线外留太长,焊接时焊点太大,焊接时温度过高绝缘烫伤,注塑内模时压力过大,等等都会造成阻抗不过.

▧传输延迟/延迟偏离：你必须懂的参数之一【Delay/Skew】

发生案例分享：拨皮芯线的时候，拨断铜丝，造成截面积变小，芯线拨皮力量没控制好，长短线，造成SKEW和Delay不符合要求（对内延迟差和对间延迟差都异常）

▧近端串扰/远端串扰：你必须懂的参数之一【串音（Xtalk，Cross talk）】

发生案例分享：测试结果不稳定，有合格和不合格，故分析应该主要为加工铁壳需要包铜箔及不要露出过多的铝箔和不要扭线破坏绞距.

▧近端串扰衰减比

▧上升时间

▧单端转共模测试

▧近端的连接器阻抗

▧远端的连接器阻抗

以上五点的测试基本应用在USB3.0的产品测试环境中，现阶段测试要求也比较少，如果有相关的问题，欢迎大家一起看图说话，看图交流，工程师最大的快乐就是按照自己的思路去解决碰到的问题，如果工程师没有这种冲动，建议你改行，也许你不适合干工程，不能误人工厂生产制造能力，大部分的产品都20%在设计，因为已经有规范可以引用，故综合占比其实不高，60%在制程，目前所有发生问题的关键都在于此部分，20%在其它，高频参数重在细节，关注每一个细节的控制，就可以解决问题的根本.

所有的测试问题分析，一般从人机料法上都可以找到端倪，并找到对应解决的方法和方式，一般做为工程研发或者生产技术人员，会从五个方面进行初步入手：

第一，原材料的选择是否有变更或者异常

第二，制作方法的标准化是否符合工程SOP的要求

第三，生产人员的操作方法是否按照SOP的模式进行作业

第四，生产环境是否有变化或者不适用现行的产品生产

第五，机器，设备是否可以满足现行产品的生产

以上的1.2.3对应产品性能发生异常一般占比80%以上的概率，由于生产的变化性，异常经常会发生，我们有很多典型案例或者测试图形分析，欢迎工程研发人员加入讨论，加我们客服人员微信：Cable009, 加入名企线缆工程研发讨论群，共同分析问题，共同解决问题，共同探讨课题并分享，欢迎各工程技术研发人员加入讨论，谢谢！

审核编辑：黄飞