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信號(hào)完整性測試——常用的測試方法(抖動(dòng)、波形、眼圖)

已有 1590 次閱讀2017-12-27 15:48 | 信號(hào)完整性設(shè)計(jì), 信號(hào)完整性測試, 于博士信號(hào)完整性, 信號(hào)完整性問題

信號(hào)完整性的測試手段主要可以分為三大類,下面對(duì)這些手段進(jìn)行一些說明。

  抖動(dòng)測試

  抖動(dòng)測試現(xiàn)在越來越受到重視,因?yàn)閷S玫亩秳?dòng)測試儀器,比如TIA(時(shí)間間隔分析儀)、SIA3000,價(jià)格非常昂貴,使用得比較少。使用得最多是示波器加上軟件處理,如TEK的TDSJIT3軟件。通過軟件處理,分離出各個(gè)分量,比如RJ和DJ,以及DJ中的各個(gè)分量。對(duì)于這種測試,選擇的示波器,長存儲(chǔ)和高速采樣是必要條件,比如2M以上的存儲(chǔ)器,20GSa/s的采樣速率。不過目前抖動(dòng)測試,各個(gè)公司的解決方案得到結(jié)果還有相當(dāng)差異,還沒有哪個(gè)是權(quán)威或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

  波形測試

  首先是要求主機(jī)和探頭一起組成的帶寬要足夠;旧蠝y試系統(tǒng)的帶寬是測試信號(hào)帶寬的3倍以上就可以了。實(shí)際使用中,有一些工程師隨便找一些探頭就去測試,甚至是A公司的探頭插到B公司的示波器去,這種測試很難得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

  波形測試是信號(hào)完整性測試中最常用的手段,一般是使用示波器進(jìn)行,主要測試波形幅度、邊沿和毛刺等,通過測試波形的參數(shù),可以看出幅度、邊沿時(shí)間等是否滿足器件接口電平的要求,有沒有存在信號(hào)毛刺等。由于示波器是極為通用的儀器,幾乎所有的硬件工程師都會(huì)使用,但并不表示大家都使用得好。波形測試也要遵循一些要求,才能夠得到準(zhǔn)確的信號(hào)。

  其次要注重細(xì)節(jié)。比如測試點(diǎn)通常選擇放在接收器件的管腳,如果條件限制放不到上面去的,比如BGA封裝的器件,可以放到最靠近管腳的PCB走線上或者過孔上面。距離接收器件管腳過遠(yuǎn),因?yàn)樾盘?hào)反射,可能會(huì)導(dǎo)致測試結(jié)果和實(shí)際信號(hào)差異比較大;探頭的地線盡量選擇短地線等。

  最后,需要注意一下匹配。這個(gè)主要是針對(duì)使用同軸電纜去測試的情況,同軸直接接到示波器上去,負(fù)載通常是50歐姆,并且是直流耦合,而對(duì)于某些電路,需要直流偏置,直接將測試系統(tǒng)接入時(shí)會(huì)影響電路工作狀態(tài),從而測試不到正常的波形。

  眼圖測試

  眼圖測試是常用的測試手段,特別是對(duì)于有規(guī)范要求的接口,比如E1/T1、USB、10/100BASE-T,還有光接口等。這些標(biāo)準(zhǔn)接口信號(hào)的眼圖測試,主要是用帶MASK(模板)的示波器,包括通用示波器,采樣示波器或者信號(hào)分析儀,這些示波器內(nèi)置的時(shí)鐘提取功能,可以顯示眼圖,對(duì)于沒有MASK的示波器,可以使用外接時(shí)鐘進(jìn)行觸發(fā)。使用眼圖測試功能,需要注意測試波形的數(shù)量,特別是對(duì)于判斷接口眼圖是否符合規(guī)范時(shí),數(shù)量過少,波形的抖動(dòng)比較小,也許有一下違規(guī)的情況,比如波形進(jìn)入MASK的某部部分,就可能采集不到,出現(xiàn)誤判為通過,數(shù)量太多,會(huì)導(dǎo)致整個(gè)測試時(shí)間過長,效率不高,通常情況下,測試波形數(shù)量不少于2000,在3000左右為適宜。

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