信号完整性测试与仿真

2020-01-22来源: elecfans关键字:信号完整性  测试手段  仪器

信号完整性设计在产品开发中越来越受到重视,而信号完整性的测试手段种类繁多,有频域,也有时域的,还有一些综合性的手段,比如误码测试。这些手段并非任何情况下都适合使用,都存在这样那样的局限性,合适选用,可以做到事半功倍,避免走弯路。本文对各种测试手段进行介绍,并结合实际硬件开发活动说明如何选用。


信号完整性的测试手段很多,涉及的仪器也很多,因此熟悉各种测试手段的特点,以及根据测试对象的特性和要求,选用适当的测试手段,对于选择方案、验证效果、解决问题等硬件开发活动,都能够大大提高效率,起到事半功倍的作用。


信号完整性的测试手段

早期的时候,信号完整性分析的手段不多,但是时至今日,信号完整性分析的手段越来越多,不管是时域的还是频域的,不管是波形还是眼图,疑惑是误码率等等,只要你想要的,不久的将来各大厂商都能设计的出来。虽然现在有很多测试手段,但是这些手段既有优点,也存在局限性,实际上不可能全部都使用,下面对这些手段进行一些说明。

1、波形测试

波形测试是信号完整性测试中最常用的手段,一般是使用示波器进行,主要测试波形幅度、边沿和毛刺等,通过测试波形的参数,可以看出幅度、边沿时间等是否满足器件接口电平的要求,有没有存在信号毛刺等。由于示波器是极为通用的仪器,几乎所有的硬件工程师都会使用,但并不表示大家都使用得好。波形测试也要遵循一些要求,才能够得到准确的信号。

高速电路常用的信号完整性测试手段与仿真

首先是要求主机和探头一起组成的带宽要足够。基本上测试系统(一定要注意这是讲的是系统)的带宽是测试信号带宽的3倍以上就可以了。实际使用中,有一些工程师随便找一些探头就去测试,甚至是K公司的探头插到T公司的示波器去,这种测试很难得到准确的结果。


其次要注重细节。比如测试点通常选择放在接收器件的管脚,如果条件限制放不到上面去的,比如BGA封装的器件,可以放到最靠近管脚的PCB走线上或者过孔上面。距离接收器件管脚过远,因为信号反射,可能会导致测试结果和实际信号差异比较大;探头的地线尽量选择短地线等。


最后,需要注意一下匹配。这个主要是针对使用同轴电缆去测试的情况,同轴直接接到示波器上去,负载通常是50欧姆,并且是直流耦合,而对于某些电路,需要直流偏置,直接将测试系统接入时会影响电路工作状态,从而测试不到正常的波形。

2、眼图测试

高速电路常用的信号完整性测试手段与仿真

眼图测试是常用的测试手段,特别是对于有规范要求的接口,比如USB、Ethernet、SATA、HDMI,还有光接口等。这些标准接口信号的眼图测试,主要是用带MASK(模板)的示波器,包括通用示波器,采样示波器或者信号分析仪,这些示波器内置的时钟提取功能,可以显示眼图,对于没有MASK的示波器,可以使用外接时钟进行触发。使用眼图测试功能,需要注意测试波形的数量,特别是对于判断接口眼图是否符合规范时,数量过少,波形的抖动比较小,也许有一下违规的情况,比如波形进入MASK的某部部分,就可能采集不到,出现误判为通过,数量太多,会导致整个测试时间过长,效率不高,通常情况下,测试波形数量不少于2000,在3000左右为适宜。


目前有一些仪器,利用分析软件,可以对眼图中的违规详细情况进行查看,比如在MASK中落入了一些采样点,在以前是不知道哪些情况下落入的,因为所有的采样点是累加进去的,总的效果看起来就象是长余晖显示。而新的仪器,利用了其长存储的优势,将波形采集进来后进行处理显示,因此波形的每一个细节都可以保留,因此它可以查看波形的违规情况,比如波形是000010还是101010,这个功能可以帮助硬件工程师查找问题的根源所在。

3、抖动测试

高速电路常用的信号完整性测试手段与仿真

抖动测试现在越来越受到重视,因为专用的抖动测试仪器,比如TIA(时间间隔分析仪)、SIA3000,价格非常昂贵,使用得比较少。使用得最多是示波器加上软件处理,如keysight的EZJIT,TEK的DPOJitter软件。通过软件处理,分离出各个分量,比如RJ和DJ,以及DJ中的各个分量。对于这种测试,选择的示波器,长存储和高速采样是必要条件,比如2M以上的存储器,20GSa/s的采样速率。不过目前抖动测试,各个公司的解决方案得到结果还有相当差异,还没有哪个是权威或者行业标准。

4、TDR测试

高速电路常用的信号完整性测试手段与仿真

关键字:信号完整性  测试手段  仪器 编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/ic486413.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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