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ハイスピード特性レポート EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1 EEDP-016-39.36-DV1-DV2-2 (嵌合相手:HSEC-125-01-X-DV) 改定日: 2005 2 7

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ハイスピード特性レポート

EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1 EEDP-016-39.36-DV1-DV2-2

(嵌合相手:HSEC-125-01-X-DV)

改定日: 2005 年 2 月 7 日

ハイスピード特性レポート – EEDP シリーズ

目次

はじめに............................................................................................................................. 1 製品の説明......................................................................................................................... 1 結果の概要......................................................................................................................... 2

時間領域データ ............................................................................................................ 2 ディファレンシャルインピーダンス ..................................................................... 2 タイミング遅延の測定 ............................................................................................. 3 NEXT .......................................................................................................................... 3 FEXT........................................................................................................................... 4

Frequency Domain Data ..................................................................................................... 5 Differential Insertion Loss.............................................................................................. 5

EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1.................................................................................... 5 EEDP-016-39.36-DV1-DV2-2.................................................................................... 6

Differential Return Loss................................................................................................. 7 EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1.................................................................................... 7 EEDP-016-39.36-DV1-DV2-2.................................................................................... 8 Differential Near-End Crosstalk.................................................................................. 9 EEDP-016-39.36-DV1-DV2-X................................................................................... 9 Figure 10: NEXT; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1 Aggressor-Lines 28/30,............... 9 Victim-Lines 22/24...................................................................................................... 9 Figure 11: NEXT; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-2 Aggressor-Lines 28/30,............... 9 Victim-Lines 22/24...................................................................................................... 9

Differential Far End Crosstalk ..................................................................................... 10 EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1.................................................................................. 10 Figure 12: FEXT; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1 Aggressor-Lines 28/30, ............. 10 Victim-Lines 22/24.................................................................................................... 10 Figure 13: FEXT; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-2 Aggressor-Lines 28/30, ............. 10 Victim-Lines 22/24; .................................................................................................. 10

テスト手順....................................................................................................................... 11 装置類 .......................................................................................................................... 11 時間領域でのテスト .................................................................................................. 13 ディファレンシャル インピーダンス .................................................................. 13 伝搬遅延 ................................................................................................................... 13 スキュウ ................................................................................................................... 13 NEXT及びFEXT ...................................................................................................... 13

周波数領域でのテスト .............................................................................................. 14 減衰 ........................................................................................................................... 14 リターンロス ........................................................................................................... 14 近端及び遠端クロストーク ................................................................................... 14

改定日: 02/07/2005

ハイスピード特性レポート – EEDP シリーズ

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装置................................................................................................................................... 16 時間領域での試験 ................................................................................................... 16

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はじめに .このテストは、EEDP ファミリー2 心同軸インターフェースカード・ケーブルア

ッセンブリの電気性能を評価するために実施されました。テストは、高性能電気

的相互接続(High Performance Electrical Interconnect) (HPEI) SFF-8416、Level1 のテスト基準に基づいて実施しました。 差動時間領域および周波数領域の計測を実施しました。時間領域では、ディファ

レンシャルインピーダンス、近端クロストークおよび遠端クロストーク(それぞ

れ NEXT および FEXT)、伝搬遅延、スキュウを測定しました。周波数領域の測

定は、挿入損失(IL)、リターンロス(RL)、NEXT および FEXT を含み、

TDA の IConnect ソフトウェア(バージョン 3.03.2 MX)を使用して実施しました。

測定はすべて、それぞれのサンプルを、このテスト用に特に設計したテストボー

ド(このレポートではテスト PCB といいます)に搭載した HSEC8 (P/N HSEC8-125-01-x-DV) ハイスピードソケットと嵌合して実施しました。 ディファレンシャルインピーダンス、スキュウ、挿入損失、リターンロスでは、

最長と最短の電気経路でテストを実施したことにご注意ください。ケーブル長は

同一のため、最長と最短の電気経路は、終端カードのトレース長で判断しました

(次のページの図 1 を参照)。

製品の説明 サンプルは、39.36 インチの長さの日立 30 AWG、2 心同軸リボンケーブル 2 本

で構成され、はんだ付けした終端カード(P/N: HSC80025-01-25-DP)を用いて

それぞれのケーブルに両端で終端してありました。緑色のノンクロスオーバーカ

ードと赤のクロスオーバーカードの 2 種類の終端カードがあります。異なる終

端カードを使用することで、クロスオーバーとノンクロスオーバー・カードアッ

センブリが可能となります。この商品ラインでは、緑と赤の終端カードを 1 つ

ずつ使用すれば、ピン 1 とピン 1(ノンクロスオーバー)の配列のケーブルアッ

センブリが可能です。逆に、緑の終端カードを 2 枚使用すれば、ピン 1 とピン 2(クロスオーバー)の配列が可能です。次のページの図 1 を参照してください。

また、他のピン配列に関しては、

www.samtec.com/technical_specifications/overview.asp?series=EEDPの製品図

面を参照してください。次に、両端をプラスチック製のキャップで覆います。

成端 PCB 長さ(in) 品番 配列

終端 J1 終端 J2 39.36 EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1 ピン 1→ピン 2 緑 緑 39.36 EEDP-016-39.36-DV1-DV2-2 ピン 1→ピン 2 緑 赤

表1:EEDPサンプルの説明

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Figure 1: Sample tested: EEDP-016-19.68-DV1-DV2-1; shown with caps off 結果の概要 時間領域データ ディファレンシャルインピーダンス 100psのフィルター処理済み立上り時間を使用してディファレンシャルインピー

ダンスを測定しました。測定はすべて、それぞれのコネクター/テストPCBにケ

ーブルアッセンブリを嵌合して実施したことにご注意ください。データはケーブ

ル終端部と 200psだけケーブルに入った点で採取しました。終端オプションの

J1 とJ2 の表記は、近端のケーブルアッセンブリコネクターを、ZminとZmaxの列の表記は、嵌合したそれぞれのコネクターで発生した最小と最大のディファレ

ンシャルインピーダンスを表します。ノンクロスオーバー・バージョン、

EEDP-39.36-DV1-DV2-2 は、両端とも同じ終端カードを使用するため、ノンク

ロスオーバー・バージョンでは反対側のインピーダンスを測定しませんでした。

終端オプション ケーブル J1 J2 J1 J2 アッセンブリ 経路

ZDiff-min (Ω) ZDiff-max (Ω) ZDiff-min (Ω) ZDiff-max (Ω) ZDiff (Ω) ZDiff (Ω)長 79.2 100.0 80.2 100.0 100.4 100.4

EEDP-39.36-1 短 79.2 100.0 80.2 100.0 99.6 101.2

長 79.2 100.0 N/A 100.0 98.8 N/A EEDP-39.36-2

短 78.9 100.0 N/A 100.0 98.0 N/A 表 2:ディファレンシャルインピーダンスの測定値: tr=100ps

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タイミング遅延の測定 スキュウは、最長と最短電気経路の伝搬遅延差として計算され、以下の表3に示

すとおりです。各サンプルの両方のケーブルは同一長で、両方とも終端カード

(エッジカード)で終端しているため、最長と最短電気経路は、その終端カード

に合わせて選んであります。一番外側のディファレンシャルペア4/6が最長で、

内側のペア16/18が最短の電気経路となります。

スキュウ アッセンブリ 経路 伝搬遅延(nS)

長 - 短(pS) 長 4.983

EEDP-39.36-1 短 4.888

5

長 4.875 EEDP-39.36-2

短 4.888 13

表 3:タイミングの測定 NEXT 近端クロストークは、100psのフィルター処理済み立上り時間を使用して、時間

領域で差動電圧として測定し、これを駆動電圧の比率に換算したものです。以下

の表 4 を参照してください。終端カードの作りのため、1 サンプルにつき 1 つの

ディファレンシャルペアをテストしました。雑音源のペアは 28 と 30 で、ビク

ティムペアは 22 と 24 です。表 4 のJ1 とJ2 の表記は、近端のケーブルアッセン

ブリコネクターを表します。NEXTの測定はすべて、それぞれのコネクター/テス

トPCBにケーブルアッセンブリを嵌合して実施しました。クロストークのほと

んどがコネクターで発生するため、表 4 の値は、近端の嵌合したケーブルアッ

センブリとテストPCBコネクターで発生するクロストークを表します。

終端オプション J1 J2 アッセンブリ

NEXT (mV) NEXT (%) NEXT (mV) NEXT (%) EEDP-39.36-1 1.32 0.3 1.88 0.4 EEDP-39.36-2 1.28 0.3 N/A N/A

表 4:% NEXT; tr=100ps

改定日: 02/07/2005

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FEXT 遠端クロストークは、100psのフィルター処理済みた立上り時間を使用して、時

間領域で差動電圧として測定してから、駆動電圧の比率に換算しました。以下の

表 5 を参照してください。終端カードの作りのため、1 サンプルにつき 1 つのデ

ィファレンシャルペアのみテストしました。ノンクロスオーバーのサンプルでは、

雑音源のペアは 28 と 30 で、ビクティムペアは 22 と 24 です。またクロスオー

バーのサンプルでは、雑音源のペアは 28 と 30 で、ビクティムペアは 21 と 23です。表 5 のJ1 とJ2 の表記は、近端のケーブルアッセンブリコネクターを表し

ます。FEXTは遠端で測定しました。これには、嵌合してあるケーブルアッセン

ブリ、テストPCBコネクターとケーブル自体の累積クロストークが含まれます

終端オプション J1 J2 アッセンブリ

FEXT (mV) FEXT (%) FEXT (mV) FEXT (%) EEDP-39.36-1 1.80 0.4 1.76 0.4 EEDP-39.36-2 1.64 0.4 N/A N/A

表 p5:% FEXT; tr=100 s

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Frequency Domain Data Differential Insertion Loss

EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1

Figure 2: Insertion Loss; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1 Long Path

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Figure 3: Insertion Loss; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1 Short Path

EEDP-016-39.36-DV1-DV2-2

Figure 4: Insertion Loss; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-2 Long Path

Figure 5: Insertion Loss; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-2 Short Path

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Differential Return Loss

EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1

Figure 6: Return Loss; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1 Long Path

Figure 7: Return Loss; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1 Short Path

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EEDP-016-39.36-DV1-DV2-2

Figure 8: Return Loss; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-2 Long Path

Figure 9: Return Loss; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-2 Short Path

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Differential Near-End Crosstalk

EEDP-016-39.36-DV1-DV2-X

Figure 10: NEXT; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1 Aggressor-Lines 28/30, Victim-Lines 22/24

Figure 11: NEXT; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-2 Aggressor-Lines 28/30, Victim-Lines 22/24

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Differential Far End Crosstalk

EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1

Figure 12: FEXT; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-1 Aggressor-Lines 28/30, Victim-Lines 22/24

Figure 13: FEXT; EEDP-016-39.36-DV1-DV2-2 Aggressor-Lines 28/30, Victim-Lines 22/24;

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テスト手順 装置類 測定はすべて、このレポートで「テストPCB」という、このプロジェクトのた

めに特に設計されたテストボードを使用して実施しました。テストボードはすべ

て3.102インチのトレース長で、はんだ付けの必要ない交換可能なSMAコネクタ

ーを使用して、テストされるサンプルと相互接続してあります。基準測定値(挿

入損失と伝搬遅延)の必要な測定の場合、以下の図14に示すとおり、基準トレ

ースボードを使用しました。基準ボードを用いて、測定工程中の同軸テストケー

ブル、SMA開始点およびテストPCBトレースによる損失を補正しました。

TDR 図 14: 挿入損失、伝搬遅延の基準値を取得するためのテストのセットアップ

以下の図15に示すテストPCBを用いて、ディファレンシャルの測定を実施しま

した。テストPCBとEEDPサンプルは、次のページの図16に示すとおりです。 図 15:特性化テストのセットアップ

TDR

Tektronix 11801B

基準ボード 同軸ケーブル 同軸ケーブル

SMA 開始点

Tektronix 11801B

TDR

TDR

Tektronix 11801B

EEDPサンプル

近端テストボード 遠端テストボード

同軸ケーブル 同軸ケーブル

SMA開始点

TeKtronix 11801B

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Figure 16: Differential Test setup with Test PCBs and EEDP-016-193-.68-DV1-DV2-1

ディファレンシャル終端カードで、それぞれのグランドとディファレンシャルペ

アの取り方が決まります。これが、グランド、シグナル、シグナル、グランドの

パターンを決定して、ほぼ例外なくコネクター領域に影響し、実際のケーブルそ

のものにはほとんど影響しません。それぞれの信号ラインの番号を以下の表6に示します。隣接ラインはすべて、適切に終端してあります。

表6:グランドの取り方とそれぞれの信号ラインの番号

G 4 6 G 10 12 G 16 18 G 22 24 G 28 30 G 34 36 G 40 42 G 46 48 G

グランド G 3 5 G 9 11 G 15 17 G 21 23 G 27 29 G 33 35 G 39 41 G 45 47 G

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時間領域でのテスト ディファレンシャル インピーダンス 100回の平均と500ポイントの記録長を使用してTektronix 11801Bオシロスコー

プをTDR(time domain reflectometry)モードで設定しました。近端コネクターと

ケーブルの一部を表示できるように、水平目盛を100ps/divに設定しました。そ

れぞれのサンプルの近端で測定を行いました。ディファレンシャル インピーダ

ンスの測定には、嵌合したケーブルコネクターと200psの入力立上り時間を使用

しました。 伝搬遅延 オシロスコープの時間領域伝送法(TDT)を使用して伝搬遅延を測定しました。

テスト用ケーブル、SMAコネクター及び基準PCBの遅延をまとめて測定し、入

力基準として保存しました。 基準PCBをサンプルとテストPCBと交換し、サンプルの出力ポイントのパルス

を測定しました。オシロスコープの伝搬遅延測定機能を使用して伝搬遅延を求め

ました。この機能は、入力パルスから出力パルスまでの時間差を50%のレベル

で測定します。 スキュウ 伝搬遅延の測定値の差異を利用してスキュウを計算しました。 両方のケーブルは同一長で、両方とも終端カード(エッジカード)で終端してい

るため、最長と最短電気経路は、その終端カードに合わせて選んだことに留意し

てください。一番外側のディファレンシャルペア4/6が最長で、内側のペア16/18が最短の電気経路となります。 NEXT及びFEXT Tektronix 11801Bオシロスコープを使用して近端クロストーク(NEXT)及び遠

端クロストーク(FEXT)を測定しました。テスト用同軸ケーブル、SMA及び基

準ボードを参照して、テスト用設定の損失を補正しました(23ページの図37を参照してください)。 NEXTのデータを取得するために、オシロスコープを使用して近端ディファレン

シャルペアを駆動しました。近端の隣接するディファレンシャルでNEXTを測定

しました。 (15ページ図17). FEXTのデータを取得するために、オシロスコープ

を使用して遠端ディファレンシャルペアを駆動しました。遠端の隣接するディフ

ァレンシャルペアでFEXTを測定しました(15ページ図18)。隣接するラインは

すべて、両端で、SMAに50Ωの負荷をかけて終端してあります。(15ページの

図17・18を参照してください)

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周波数領域でのテスト 減衰 挿入損失の測定はTektronix 11801Bのオシロスコープを用いて行いました。試験

では35ピコセコンドの立ち上がり時間を用いました。水平スケールを5ナノセ

コンドの区切りとし、レコード長は5120箇所、平均値は128にセットしました。

これらの数値はウィンドウ長に関連する測定箇所の数が、最高の周波数でも測定

可能な長さになるようにして、それでも適切な解像度を得るには十分小さい周波

数ステップとなるようにしました。試験セットアップの損失は、同軸テスト・ケ

ーブル、SMAおよび基準ボードの貫通した状態での測定値(基準出力パルス)

を用いて補正しました(11ページ図14)。 その後基準ボードをテストPCBとサンプルに置き換えました。(11ページ図15) アッセンブリは貫通した状態で測定し、TDAシステム社のIConnectのソフトウ

ェアを用いて後処理しました。その結果、ケーブルアッセンブリの挿入損失が得

られます。 リターンロス リターンロスの測定はTektronix 11801Bのオシロスコープを用いて行いました。

試験では35ピコセコンドの立ち上がり時間を用いました。水平スケールを5ナ

ノセコンドの区切りとし、レコード長は5120箇所、平均値は128にセットしまし

た。これらの数値はウィンドウ長に関連する測定箇所の数が、最高の周波数でも

測定可能な長さになるようにして、それでも適切な解像度を得るには十分小さい

周波数ステップとなるようにしました。 ケーブルアッセンブリの対応する反射波形を得て、TDAシステムズ社の

IConnectソフトウェアを用いて後処理しました。その結果、ケーブルアッセン

ブリのリターンロスが得られます。 近端及び遠端クロストーク NEXTとFEXTの測定は、まず時間領域でTektronix 11801Bのオシロスコープを

用いて行いました。水平スケールを5ナノセコンドの区切りとし、レコード長は

5120箇所、平均値は128にセットしました。 NEXTのデータを取得するために、テストPCBに搭載されているコネクターでデ

ィファレンシャル開回路の基準測定を行いました。続いて、オシロスコープを使

用して近端ディファレンシャルペアを駆動しました。時間領域で隣接するディフ

ァレンシャルペアのNEXTを測定しました (次ページ図17)。次にTDA SystemsのIConnectソフトウェアを使用して後処理を行いました。その結果が、周波数領

域におけるケーブルアッセンブリのNEXTです。

改定日: 02/07/2005

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FEXTのデータを取得するために、テスト用同軸ケーブル、SMA及び基準ボード

を参照し、テスト設定の損失を補正しました(11ページ図14)。時間領域で遠

端の隣接するディファレンシャルペアのFEXTを測定しました(次ページ図18)。

続いて、TDA SystemsのIConnectソフトウェアを使用してFEXTの後処理を行い

ました。その結果が、周波数領域におけるケーブルアッセンブリのNEXTです。

SMAに50Ωの負荷をかけて、両端で隣接するラインすべてを終端しました。

(次ページの図18を参照してください)

Tektronix 11801B

同軸ケーブル

TDR

EEDPサンプル 近端テストボード

遠端テストボード

SMA開始点

= 50Ωの成端

雑音源のライン

ビクティムライン

チャネル 1 & 2

チャネル 3 & 4

Figure 19: NEXT 測定

Tektronix 11801B

同軸ケーブル

チャネル1&2 & 2

EEDPサンプル

近端テストボード 遠端テストボード

同軸ケーブル

SMA開始点

Tektronix 11801B

チャネル3&4

= 50Ωの成端

Source Line ビクティムライン(FEXT)

Figure 20: FEXT測定

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改定日: 02/07/2005

装置 時間領域での試験 Tektronix 11801B オシロスコープ Tektronix SD26 サンプリング・ヘッド Tektronix SD24 TDR/サンプリング・ヘッド TDA Systems IConnect Version 3.0.2 MX