在硬件行業(yè)中,對(duì)于信號(hào)的測(cè)試往往能直接反映出一個(gè)電子元器件的性能好壞,而對(duì)于不同速率的信號(hào),所需要的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)也是不一樣的。
對(duì)于低速信號(hào),它的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)比較低,比如說(shuō)測(cè)量設(shè)備的帶寬要求,是否需要有源等等都會(huì)是非常低的標(biāo)準(zhǔn),但是對(duì)于高速信號(hào),這些條件就會(huì)變得非常苛刻,不然測(cè)試測(cè)量結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)較大偏差。
其中比較重點(diǎn)的方向就是信號(hào)完整性測(cè)試,對(duì)于信號(hào)完整性的測(cè)試手段有很多,有從頻域的,時(shí)域的角度,也有一些綜合考量的。
具體的選擇需要根據(jù)信號(hào)的實(shí)際情況進(jìn)行判斷選用,做到事半功倍的效果。
下面就來(lái)看一下有哪些高速信號(hào)完整性測(cè)試的手段。
(1)波形測(cè)試
這個(gè)是信號(hào)完整性測(cè)試最常用的手段了,通常都會(huì)使用示波器來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量,主要測(cè)試的是波形的幅度,邊沿和毛刺等等,從中可以看到幅度,邊沿時(shí)間是否是滿足接口電平的要求,是否存在毛刺等。
這個(gè)測(cè)試也是對(duì)于示波器有一定的性能要求的,高速信號(hào)一般帶寬都比較高,所以用來(lái)測(cè)量的示波器也必須有足夠高的帶寬(一般是3倍以上),不然就很難得到準(zhǔn)確的結(jié)果。
在測(cè)試過(guò)程中也有一些細(xì)節(jié)需要注意,比如測(cè)試點(diǎn)能直接放在被測(cè)管腳的就放在被測(cè)管腳,實(shí)在放不了才選擇放在最靠近管腳的PCB走線與過(guò)孔(過(guò)遠(yuǎn)可能會(huì)產(chǎn)生因傳輸線瞬時(shí)阻抗變化而引起的信號(hào)反射)或者額外焊接一根導(dǎo)線出來(lái),同時(shí)探頭的地線盡量選擇短地等。
(2)眼圖測(cè)試
眼圖測(cè)試高速差分信號(hào)中常常會(huì)用到的一個(gè)測(cè)試,比如USB,Ethernet, SATA, HDMI,光接口等等,它可以反映出被測(cè)信號(hào)的質(zhì)量,噪聲以及時(shí)域的抖動(dòng)情況等,對(duì)于眼圖測(cè)試的進(jìn)一步了解《[什么是眼圖?眼圖怎么看?(電子硬件)]
對(duì)于眼圖測(cè)試,所用到的測(cè)量設(shè)備就有更高的要求了,它需要帶有MASK(模板)的示波器或者信號(hào)分析儀,這些設(shè)備有內(nèi)置時(shí)鐘提取功能,可以顯示眼圖,如果沒(méi)有MASK的示波器,只能使用外接的時(shí)鐘進(jìn)行觸發(fā)。
眼圖測(cè)試過(guò)程中,需要控制波形的數(shù)量在一個(gè)合理的區(qū)間,因?yàn)槿绻麛?shù)量過(guò)少可能就導(dǎo)致波形的抖動(dòng)比較小,有可能采集不到存在的誤差(時(shí)間過(guò)少錯(cuò)失),如果數(shù)量過(guò)多則會(huì)使得測(cè)試時(shí)間大大延長(zhǎng),效率不高。
所以通常的眼圖測(cè)試時(shí)控制波形的數(shù)量在2000到3000個(gè)之間。
(3)抖動(dòng)測(cè)試
抖動(dòng)測(cè)試?下圖這樣嗎?
當(dāng)然不是的,抖動(dòng)測(cè)試是對(duì)時(shí)域信號(hào)的測(cè)量,反映了信號(hào)邊沿相對(duì)于它的理想位置偏離了多少,是衡量時(shí)鐘性能的一個(gè)重要指標(biāo)。
在測(cè)試時(shí)可以利用示波器加上軟件進(jìn)行處理,比如keysight(德科技)的EZJIT軟件。也可以利用專門(mén)的測(cè)試設(shè)備,不過(guò)那個(gè)的價(jià)格會(huì)非常貴。
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