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信號完整性測試——常用的測試方法(抖動、波形、眼圖)

已有 1675 次閱讀2017-12-27 15:48 | 信號完整性設計, 信號完整性測試, 于博士信號完整性, 信號完整性問題

信號完整性的測試手段主要可以分為三大類,下面對這些手段進行一些說明。

  抖動測試

  抖動測試現在越來越受到重視,因為專用的抖動測試儀器,比如TIA(時間間隔分析儀)、SIA3000,價格非常昂貴,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,分離出各個分量,比如RJ和DJ,以及DJ中的各個分量。對于這種測試,選擇的示波器,長存儲和高速采樣是必要條件,比如2M以上的存儲器,20GSa/s的采樣速率。不過目前抖動測試,各個公司的解決方案得到結果還有相當差異,還沒有哪個是權威或者行業標準。

  波形測試

  首先是要求主機和探頭一起組成的帶寬要足夠。基本上測試系統的帶寬是測試信號帶寬的3倍以上就可以了。實際使用中,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確的結果。

  波形測試是信號完整性測試中最常用的手段,一般是使用示波器進行,主要測試波形幅度、邊沿和毛刺等,通過測試波形的參數,可以看出幅度、邊沿時間等是否滿足器件接口電平的要求,有沒有存在信號毛刺等。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,才能夠得到準確的信號。

  其次要注重細節。比如測試點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,因為信號反射,可能會導致測試結果和實際信號差異比較大;探頭的地線盡量選擇短地線等。

  最后,需要注意一下匹配。這個主要是針對使用同軸電纜去測試的情況,同軸直接接到示波器上去,負載通常是50歐姆,并且是直流耦合,而對于某些電路,需要直流偏置,直接將測試系統接入時會影響電路工作狀態,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,特別是對于有規范要求的接口,比如E1/T1、USB、10/100BASE-T,還有光接口等。這些標準接口信號的眼圖測試,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分析儀,這些示波器內置的時鐘提取功能,可以顯示眼圖,對于沒有MASK的示波器,可以使用外接時鐘進行觸發。使用眼圖測試功能,需要注意測試波形的數量,特別是對于判斷接口眼圖是否符合規范時,數量過少,波形的抖動比較小,也許有一下違規的情況,比如波形進入MASK的某部部分,就可能采集不到,出現誤判為通過,數量太多,會導致整個測試時間過長,效率不高,通常情況下,測試波形數量不少于2000,在3000左右為適宜。

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