信號完整性的測試方法介紹

　　現在器件的工作速率越來越快，時序容限越來越小，時序問題導致產品不穩(wěn)定是非常常見的，因此時序測試是非常必要的。測試時序通常需要多通道的示波器和多個探頭，示波器的邏輯觸發(fā)或者碼型和狀態(tài)觸發(fā)功能，對于快速捕獲到需要的波形，很有幫助，不過多個探頭在實際操作中，并不容易，又要拿探頭，又要操作示波器，那個時候感覺有孫悟空的三頭六臂就方便多了。邏輯分析儀用做時序測試并不多，因為它主要作用是分析碼型，也就是分析信號線上跑的是什么碼，和代碼聯系在一起，可以分析是哪些指令或者數據。在對于要求不高的情況下，可以用它來測試，它相對示波器來說，優(yōu)勢就是通道數多，但是它的劣勢是探頭連接困難，除非設計的時候就已經考慮了連接問題，否則飛線就是唯一的選擇，如果信號線在PCB的內層，幾乎很難做到。

　　圖3：仿真?zhèn)鬏斞蹐D(上：電纜A，下：電纜B)。

　　6.頻譜測試

　　對于產品的開發(fā)前期，這種測試應用相對比較少，但是對于后期的系統測試，比如EMC測試，很多產品都需要測試。通過該測試發(fā)現某些頻點超標，然后可以使用近場掃描儀(其中關鍵的儀器是頻譜儀)，例如EMCSCANER，來分析板卡上面具體哪一部分的頻譜比較高，從而找出超標的根源所在。不過這些設備相對都比較昂貴，中小公司擁有的不多，因此通常情況下都是在設計時仔細做好匹配和屏蔽，避免后面測試時發(fā)現信號頻譜超標，因為后期發(fā)現了問題，很多情況下是很難定位的。

　　7.頻域阻抗測試

　　現在很多標準接口，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，相互對接，對阻抗通常都有要求。這些情況下，都需要進行頻域的阻抗測試。阻抗測試通常使用網絡分析儀，單端端口相對簡單，對于差分輸入的端口，可以使用Balun進行差分和單端轉換。

　　傳輸損耗測試，對于長的PCB走線，或者電纜等，在傳輸距離比較遠，或者傳輸信號速率非常高的情況下，還有頻域的串擾等，都可以使用網絡分析儀來測試。同樣的，對于PCB差分信號或者雙絞線，也可是使用Balun進行差分到單端轉換，或者使用4端口網絡分析來測試。多端口網絡分析儀的校準，使用電子校準件可以大大提高校準的效率。

　　8.誤碼測試

　　誤碼測試實際上是系統測試，利用誤碼儀，甚至是一些軟件都可做，比如可以通過兩臺電腦，使用軟件，測試連接兩臺電腦間的網絡誤碼情況。誤碼測試可以對數據的每一位都進行測試，這是它的優(yōu)點，相比之下示波器只是部分時間進行采樣，很多時間都在等待，因此漏過了很多細節(jié)。低誤碼率的設備的誤碼測試很耗費時間，有的測試時間是一整天，甚至是數天。

　　實際中如何選用這上述測試手段，需要根據被測試對象進行具體分析，不同的情況需要不同的測試手段。比如有標準接口的，就可以使用眼圖測試、阻抗測試和誤碼測試等，對于普通硬件電路，可以使用波形測試、時序測試，設計中有高速信號線，還可以使用TDR測試。對于時鐘、高速串行信號，還可以抖動測試等。

　　另外上面眾多的儀器，很多都可以實現多種測試，比如示波器，可以實現波形測試，時序測試，眼圖測試和抖動測試等，網絡分析儀可以實現頻域阻抗測試、傳輸損耗測試等，因此靈活應用儀器也是提高測試效率，發(fā)現設計中存在問題的關鍵。

　　圖4：實際應用測試(上：電纜A，下：電纜B)。