10M/100M/1G以太网测试
方案核心:N53XXB 以太网一致性测试软件
- 支持10Base-T、100Base-TX和1000Base-T规范要求的以太网物理层一致性测试
- 是德科技Infiniium系列9000示波器
- E5061B(或其他频谱范围可覆盖2-80 MHz的网络分析仪)
其他要求:
- N53XXC以太网测试夹具
- N53XXA千兆以太网抖动测试电缆
- 1130B差分探头
- E2678B探头前端
- 力矩扳手(拧3.5mm的射频头)
- 11500E Cable Assembly, 3.5 mm (m) to 3.5 mm (m), DC to 26.5 GHz (2PCS)
N6314A:610 毫米(24英寸)长的精密N型阳头至N型阳头测试端口电缆,12,4GHz |
N9910X-849 同轴适配器,N型(阴头)至3.5mm(阳头),18GHz |
或者:
11878A 适配器套件,3.5mm至N型,直流至18GHz |
N9910X-708坚固的稳相电缆,3.5mm(阳头)至3.5mm(阴头)26.5GHz |
测试内容:
- 峰值电压
- 过冲
- 眼图模板
- 上升和下降时间
- 占空比失真和抖动
- 回波损耗
对于10M/100M/1G以太网的信号质量测试,由于最大信号波特率是125MBaud,且信号的边沿不太陡,因此使用1GHz以上带宽的示波器就够了。除此之外,为了方便的吧RJ-45接口信号引出,加入传输线模型,提供信号接收端并进行以太网信号的分析,还要有相应的夹具。Keysight提供了N53XXC以太网测试夹具。
N53XXC测试夹具上划分了不同的区域,可分别进行10Base-T/100Base-Tx/1000Base-T的测量。也提供了专门区域连接矢量网络分析仪E5061B进行回波损耗的测量。夹具附带的短电缆可以连接夹具和被测件,附带的校准板用于回波损耗测量时进行网络仪校准。
回波损耗(Return Loss,即S11反射参数)测试,以考量阻抗匹配情况。回波损耗过大会引起信号反射、失真、串扰等。特别对于千兆以太网,由于4对电缆同时双向工作,对回波损耗测试要求更高,需要矢量网络分析仪。如果客户购买了Keysight 9000X示波器和N53XXA以太网测试软件,还需要用USB转GPIB接口线(82357B)控制矢量网络分析仪E5061B完成回波损耗测试,并对数据进行分析。下图1用E5061B测试回波损耗,测试结果由9000X示波器通过82357B读出。图2是测试的连接图。VNA的start和stop频率是2M-80MHz。
Figure 1 用E5061B测试回波损耗
Figure 2 测试电缆实物图
E5061B通过N6314A与N9910X-849接到以太网测试夹具N53XXC的SMA阴头上,N53XXC通过巴伦把单端信号转化为差分信号+/-,送到2个SMA阴头输出,用Keysight的11500E线缆,接到DA+和DA-上,信号再进入N53XXC转成RJ45接头到DUT或校准件。图2的校准件通过短网线连接到N53XXC上,进行open、short、load校准。校准后,将被测件如图3的方式连到负载上进行测试。
Figure 3 测试网线回波损耗连接示意图
图4、5、7是经过开路、短路、负载校准的结果,图6、8是线缆与N53XXC没有拧好或者再测试的时候,线缆有抖动的错误校准。图9是经过校准后的测得网线的回波损耗和阻抗。这说明必须为客户配备力矩扳手。此外也可采购国产线缆,见图10。
Figure 4 开路校准图
Figure 5 短路校准图(此时线缆与夹具良好接触)
Figure 6 短路校准图(此时线缆与夹具接触有问题,且线缆有摇晃)
Figure 7 负载校准图
Figure 8 校准时,线缆与夹具没拧紧的结果
Figure 9 C+/C-线校准后的回波损耗和阻抗
Figure 10 推荐的国产电缆厂商(XX射频、XX科技(深圳)有限公司)
Keysight的网络分析仪测回波损耗测试方案与Fluke networks相比(外场测试见图11、实验室测试平台见图12),接线较为复杂,但网络分析仪是个通用设备,可与示波器配合,且能进行信号质量的测试,并生成完整的测试报告。这个测试方案在工业类客户、汽车企业网络、半导体、线缆生产厂商等客户处广泛应用。
Figure 11 Fluke Networks公司双向测量近端串扰和回波损耗的测试方案
Figure 12 Keysight与Fluke Networks实验室测试以太网的夹具
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