信號(hào)完整性的測(cè)試方法介紹

　　現(xiàn)在器件的工作速率越來(lái)越快，時(shí)序容限越來(lái)越小，時(shí)序問(wèn)題導(dǎo)致產(chǎn)品不穩(wěn)定是非常常見(jiàn)的，因此時(shí)序測(cè)試是非常必要的。測(cè)試時(shí)序通常需要多通道的示波器和多個(gè)探頭，示波器的邏輯觸發(fā)或者碼型和狀態(tài)觸發(fā)功能，對(duì)于快速捕獲到需要的波形，很有幫助，不過(guò)多個(gè)探頭在實(shí)際操作中，并不容易，又要拿探頭，又要操作示波器，那個(gè)時(shí)候感覺(jué)有孫悟空的三頭六臂就方便多了。邏輯分析儀用做時(shí)序測(cè)試并不多，因?yàn)樗饕饔檬欠治龃a型，也就是分析信號(hào)線上跑的是什么碼，和代碼聯(lián)系在一起，可以分析是哪些指令或者數(shù)據(jù)。在對(duì)于要求不高的情況下，可以用它來(lái)測(cè)試，它相對(duì)示波器來(lái)說(shuō)，優(yōu)勢(shì)就是通道數(shù)多，但是它的劣勢(shì)是探頭連接困難，除非設(shè)計(jì)的時(shí)候就已經(jīng)考慮了連接問(wèn)題，否則飛線就是唯一的選擇，如果信號(hào)線在PCB的內(nèi)層，幾乎很難做到。

　　圖3：仿真?zhèn)鬏斞蹐D(上：電纜A，下：電纜B)。

　　6.頻譜測(cè)試

　　對(duì)于產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)前期，這種測(cè)試應(yīng)用相對(duì)比較少，但是對(duì)于后期的系統(tǒng)測(cè)試，比如EMC測(cè)試，很多產(chǎn)品都需要測(cè)試。通過(guò)該測(cè)試發(fā)現(xiàn)某些頻點(diǎn)超標(biāo)，然后可以使用近場(chǎng)掃描儀(其中關(guān)鍵的儀器是頻譜儀)，例如EMCSCANER，來(lái)分析板卡上面具體哪一部分的頻譜比較高，從而找出超標(biāo)的根源所在。不過(guò)這些設(shè)備相對(duì)都比較昂貴，中小公司擁有的不多，因此通常情況下都是在設(shè)計(jì)時(shí)仔細(xì)做好匹配和屏蔽，避免后面測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)頻譜超標(biāo)，因?yàn)楹笃诎l(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，很多情況下是很難定位的。

　　7.頻域阻抗測(cè)試

　　現(xiàn)在很多標(biāo)準(zhǔn)接口，比如E1/T1等，為了避免有太多的能量反射，都要求比較好地匹配，另外在射頻或者微波，相互對(duì)接，對(duì)阻抗通常都有要求。這些情況下，都需要進(jìn)行頻域的阻抗測(cè)試。阻抗測(cè)試通常使用網(wǎng)絡(luò)分析儀，單端端口相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)于差分輸入的端口，可以使用Balun進(jìn)行差分和單端轉(zhuǎn)換。

　　傳輸損耗測(cè)試，對(duì)于長(zhǎng)的PCB走線，或者電纜等，在傳輸距離比較遠(yuǎn)，或者傳輸信號(hào)速率非常高的情況下，還有頻域的串?dāng)_等，都可以使用網(wǎng)絡(luò)分析儀來(lái)測(cè)試。同樣的，對(duì)于PCB差分信號(hào)或者雙絞線，也可是使用Balun進(jìn)行差分到單端轉(zhuǎn)換，或者使用4端口網(wǎng)絡(luò)分析來(lái)測(cè)試。多端口網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準(zhǔn)，使用電子校準(zhǔn)件可以大大提高校準(zhǔn)的效率。

　　8.誤碼測(cè)試

　　誤碼測(cè)試實(shí)際上是系統(tǒng)測(cè)試，利用誤碼儀，甚至是一些軟件都可做，比如可以通過(guò)兩臺(tái)電腦，使用軟件，測(cè)試連接兩臺(tái)電腦間的網(wǎng)絡(luò)誤碼情況。誤碼測(cè)試可以對(duì)數(shù)據(jù)的每一位都進(jìn)行測(cè)試，這是它的優(yōu)點(diǎn)，相比之下示波器只是部分時(shí)間進(jìn)行采樣，很多時(shí)間都在等待，因此漏過(guò)了很多細(xì)節(jié)。低誤碼率的設(shè)備的誤碼測(cè)試很耗費(fèi)時(shí)間，有的測(cè)試時(shí)間是一整天，甚至是數(shù)天。

　　實(shí)際中如何選用這上述測(cè)試手段，需要根據(jù)被測(cè)試對(duì)象進(jìn)行具體分析，不同的情況需要不同的測(cè)試手段。比如有標(biāo)準(zhǔn)接口的，就可以使用眼圖測(cè)試、阻抗測(cè)試和誤碼測(cè)試等，對(duì)于普通硬件電路，可以使用波形測(cè)試、時(shí)序測(cè)試，設(shè)計(jì)中有高速信號(hào)線，還可以使用TDR測(cè)試。對(duì)于時(shí)鐘、高速串行信號(hào)，還可以抖動(dòng)測(cè)試等。

　　另外上面眾多的儀器，很多都可以實(shí)現(xiàn)多種測(cè)試，比如示波器，可以實(shí)現(xiàn)波形測(cè)試，時(shí)序測(cè)試，眼圖測(cè)試和抖動(dòng)測(cè)試等，網(wǎng)絡(luò)分析儀可以實(shí)現(xiàn)頻域阻抗測(cè)試、傳輸損耗測(cè)試等，因此靈活應(yīng)用儀器也是提高測(cè)試效率，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在問(wèn)題的關(guān)鍵。

　　圖4：實(shí)際應(yīng)用測(cè)試(上：電纜A，下：電纜B)。