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9 種高速電路信號完整性測試方法


  來源: 網(wǎng)絡(luò)整理 時間:2020-09-02 編輯:儀器儀表WXF
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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(jié)果還有相當(dāng)差異,還沒有哪個是權(quán)威或者行業(yè)標準。


4、TDR測試



TDR測試目前主要使用于PCB(印制電路板)信號線、以及器件阻抗的測試,比如單端信號線,差分信號線,連接器線纜等。


這種測試有一個要求,就是和實際應(yīng)用的條件相結(jié)合,比如實際該信號線的信號上升沿在300ps左右,那么TDR的輸出脈沖信號的上升沿也要相應(yīng)設(shè)置在300ps附近,而不使用30ps左右的上升沿,否則測試結(jié)果可能和實際應(yīng)用有比較大的差別。


影響TDR測試精度有很多的原因,主要有反射、校準、讀數(shù)選擇等,反射會導(dǎo)致較短的PCB信號線測試值出現(xiàn)嚴重偏差,特別是在使用TIP(探針)去測試的情況下更為明顯,因為TIP和信號線接觸點會導(dǎo)致很大的阻抗不連續(xù),導(dǎo)致反射發(fā)生,并導(dǎo)致附近三、四英寸左右范圍的PCB信號線的阻抗曲線起伏。


5、時序測試


現(xiàn)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(dǎo)致產(chǎn)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(lián)系在一起,可以分析是哪些指令或者數(shù)據(jù)。


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(shù)多,但是它的劣勢是探頭連接困難,除非設(shè)計的時候就已經(jīng)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(nèi)層,幾乎很難做到。


6、頻譜測試



對于產(chǎn)品的開發(fā)前期,這種測試應(yīng)用相對比較少,但是對于后期的系統(tǒng)測試,比如EMC測試,很多產(chǎn)品都需要測試。


通過該測試發(fā)現(xiàn)某些頻點超標,然后可以使用近場掃描儀(其中關(guān)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(shè)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(shè)計時仔細做好匹配和屏蔽,避免后面測試時發(fā)現(xiàn)信號頻譜超標,因為后期發(fā)現(xiàn)了問題,很多情況下是很難定位的。


7、頻域阻抗測試


現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)換。


8、傳輸線損耗測試




傳輸線損耗測試,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?dāng)_等,都可以使用網(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)換,或者使用4端口網(wǎng)絡(luò)分析來測試。多端口網(wǎng)絡(luò)分析儀的校準,使用電子校準件可以大大提高校準的效率。


9、誤碼測試



誤碼測試實際上是系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)誤碼情況。誤碼測試可以對數(shù)據(jù)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(shè)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(shù)天。


實際中如何選用這上述測試手段,需要根據(jù)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(shè)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。


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