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November 21,2025 磁性元件

高頻磁性元件的測試校正方法解析-以LAN/Balun為例

隨著高速通訊技術的演進,磁性元件在 LAN、Balun、PoE 等應用中的性能要求日益嚴苛。尤其在 GHz 級頻率下,元件的插入損耗、回波損耗與共模抑制比(CMRR)等參數,對系統穩定性與訊號完整性有決定性影響。

然而,這些參數的準確性,往往取決於測試校正方法的選擇與執行。本文將深入探討各種 VNA 校正技術的原理、差異與適用情境,並以等效電路模型分析其對 LAN/Balun 測試結果的影響,最後分享 LinkCom 的實務彙整策略。

在高頻磁性元件的測試與設計中,等效電路不只是理論模型,更是工程師理解元件行為的語言。

磁性元件本身並非單一功能體,而是由多個電氣特性組合而成——包括耦合電感、漏感、雜散電容、共模阻抗等。這些參數在高頻環境下會產生複雜的交互作用,影響訊號傳輸、阻抗匹配與能量轉換效率。

透過等效電路模型,我們可以:

  • 將物理結構轉化為可量測的電氣參數:例如繞線方式對漏感的影響、磁芯材料對損耗的貢獻。
  • 預測不同測試校正方法對參數的偏移行為:例如 SOLT 對雜散電容的敏感度、TRL 對相位偏移的補償能力。
  • 建立設計與測試之間的邏輯橋樑:讓工程師不只是「看到資料」,而是「理解資料背後的原因」。

更重要的是,等效電路提供了一種「可逆思考」的能力——當測試結果異常時,工程師可以回溯模型,判斷是設計問題、制程偏差,還是測試方法本身的誤差。

在 LAN 變壓器與 Balun 的應用中,這種模型化思維尤其重要。因為這些元件的性能不僅影響訊號品質,更牽動整體系統的穩定性與抗干擾能力。接下來我們就從校正方法的原理開始討論:

📐 校正方法原理解析

校正方法

原理簡述

優點

限制

適用情境

SOLT(Short-Open-Load-Thru)

利用已知阻抗標準件建立誤差模型

校正快速、設備通用

對 fixture 結構敏感,需精准標準件

一般 PCB 測試、低頻磁性元件  

TRL(Thru-Reflect-Line)

利用傳輸線特性建立相位與反射誤差模型

適用高頻、可補償 fixture 誤差

需設計專用校正結構,準備成本高

高頻 Balun、差分線路測試

LRM(Line-Reflect-Match)

以匹配負載與反射建立誤差模型

適合非對稱結構

校正精度受 match quality 影響

非標準連接器或特殊封裝元件

De-embedding

利用 S-parameter 模型移除 fixture 影響

可還原組件真實性能

需準確建模,誤差易累積

封裝組件、模組化測試

🔍 等效電路視角下的測試影響

以 LAN 變壓器與 Balun 為例,其等效電路通常包含:

  • 雙向耦合電感(Mutual Inductance)
  • 雜散電容(Parasitic Capacitance)
  • 漏磁感(Leakage Inductance)
  • 共模阻抗(Common-mode Impedance)

不同校正方法對這些參數的量測準確度影響如下:

測試參數

敏感組件

校正方法影響

備註

插入損耗

耦合電感、漏感

SOLT 易低估損耗,TRL較準確

高頻段尤為明顯

回波損耗

雜散電容、阻抗匹配

SOLT 對 fixture 敏感,易誤判匹配品質

需搭配 de-embedding

CMRR

共模阻抗、繞線對稱性

TRL 可準確量測差分反射

Balun 設計關鍵指標

相位偏移

線路拓樸、寄生參數

TRL/LRM 可補償相位誤差

影響高速訊號完整性

🧠 LinkCom 的測試策略彙整

在 LinkCom,我們依據產品頻率範圍與封裝形式,制定分層測試策略:

  • LAN 變壓器:採用 SOLT 校正,搭配精密 PCB fixture,確保量測一致性。
  • Balun:採用 TRL 校正與差分測試流程,提升 CMRR 與相位準確度。
  • 模組化封裝組件:使用 de-embedding 技術移除 fixture 影響,還原真實性能。
  • 特殊應用(如 PoE、工業級 Router):搭配 LRM 校正與自製 match load,提升非標準結構的測試精度。

我們相信,測試不是驗收的最後一步,而是設計邏輯的一部分。 唯有理解「為什麼這樣測」,才能真正設計出「值得被測」的磁性元件。

📣 結語:讓測試成為設計的起點

高頻磁性元件的測試,不只是儀器操作,更是設計思維的延伸。 LinkCom 將持續推動技術透明與測試標準化,協助客戶在 LAN、Balun、PoE 等應用中,打造更穩定、更高效的磁性元件架構。

👉 歡迎聯絡我們,一起探索磁性元件的設計邏輯與測試深度。 www.linkcom.com.tw

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