作者丨鼎陽科技 張賀陽

什么是高速信號

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，信息交換的速度不斷提高，高速信號的頻率和復(fù)雜度也不斷增加，如何準(zhǔn)確測試和測量高速信號是確保各類系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵。

什么樣的信號可以被稱作是高速信號呢？我們通常把具備以下特征的信號視為高速信號：

·頻率大于50MHz的信號，特別是時鐘信號頻率達(dá)到50MHz以上的信號

·上升沿時間短的快沿信號，當(dāng)上升沿時間小于50ps時，信號變化速度極快，也可以被認(rèn)定為高速信號

·從走線長度角度，如果走線的長度小于有效波長的 20%，且信號的上升沿時間較短，也符合高速信號的范疇。

高速信號具有一些顯著的特點。其在傳輸過程中容易遭受各種干擾，如電磁干擾、串?dāng)_等，這可能導(dǎo)致信號的畸變和失真。此外，高速信號的頻率較高，往往要求電路中的元件能夠快速響應(yīng)，以保證信號的準(zhǔn)確傳輸。

信號完整性測試

信號完整性，是指信號在傳輸過程中保真度的問題，主要研究高速信號在傳輸過程中由于阻抗匹配、串?dāng)_等因素導(dǎo)致的信號質(zhì)量變差的情況。它可以表征高速信號通過鏈路之后，受到鏈路中的干擾，阻抗等因素導(dǎo)致質(zhì)量的質(zhì)量問題，從而確保發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間能夠正常傳輸。

信號完整性測試包含的內(nèi)容十分廣泛，使用到的測試儀器也多種多樣，接下來我們將介紹幾種常見的測試方法來幫助工程師快速定位和解決問題。

波形測試

波形測試是信號完整性測試中最簡單也是最常用的手段，通過觀察示波器測試的波形的幅度、邊沿、過沖、衰落等，來判斷信號經(jīng)過發(fā)送鏈路后，還是否滿足接收機(jī)的電平要求。

使用SDS7000A測試以太網(wǎng)信號

示波器捕獲到波形之后，可以對波形進(jìn)行ZOOM放大，這樣我們不僅可以通過示波器下方的統(tǒng)計欄觀察波形的整體情況，還可以觀察局部細(xì)節(jié)中波形的過沖、衰落的幅度。

在觀察某些數(shù)字信號的時候，我們會很關(guān)注信號的時序，我們可以使用八通道示波器來幫助我們觀察單個信號的建立時間和保持時間，或者測試不同信號在經(jīng)過電路網(wǎng)絡(luò)之后出現(xiàn)的偏移和時延。又或者是觀察在嵌入式電路中的電源軌，通過特定的觸發(fā)來分析不同節(jié)點的上電、掉電時序要求。

使用八通道進(jìn)行上電時序分析

眼圖測試

數(shù)字信號的眼圖中包含了豐富的信息，可以體現(xiàn)數(shù)字信號的整體特征，能夠很好地評估數(shù)字信號的質(zhì)量，因而眼圖的分析是數(shù)字系統(tǒng)信號完整性分析的關(guān)鍵之一。特別是對于有著某種規(guī)范要求的接口，如USB、Ethernet、PCIe、HDMI等，可以通過眼圖測試配合模板來測試接口是否符合一致性規(guī)范。

眼圖（Eye Diagram）是用余輝方式累積疊加顯示采集到的串行信號的比特位的結(jié)果，疊加后的圖形形狀看起來和眼睛很像，故名眼圖。眼圖是一系列數(shù)字信號在示波器上累積而顯示的圖形，它包含了豐富的信息，從眼圖上可以觀察出碼間串?dāng)_和噪聲的影響，體現(xiàn)了數(shù)字信號整體的特征，從而估計系統(tǒng)優(yōu)劣程度。

鼎陽科技的SDS7000A的實時眼圖功能可以自動生成信號的眼圖，在指定好信源后，點擊UI中的快速設(shè)置可以自動設(shè)置水平/垂直擋位和電平，并調(diào)出常用的測量項，比如眼高，眼寬，時間間隔誤差TIE等。

抖動分析