TEO-00-01信号质量测试与PCB审查
主要内容
一、信号波形问题与典型案例分析
二、异常信号的形式、产生机理、危害及消除方法
地线、电源反弹的信号形式、机理、危害及消除方法
振铃、过冲、回冲的信号形式、机理、危害及消除方法
串扰的信号形式、机理、危害及消除方法
图腾柱输出的信号问题
主要内容
三、信号测试的方法
信号分类及波形参数指标
信号测试方法
动态测试
测量系统的测试误差分析
四、PCB审查规则
后记：信号质量测试总结及建议
第一章、信号波形问题与典型案例分析
信号波形问题与典型案例
一、信号波形参数的概念
良好的符合要求的信号是电路正常工作的前提，而在实际测试中经常会发现信号质量不佳的情况，根据以前工作的经验，信号质量常见的问题主要表现在以下几个方面：过冲，回冲，毛刺，边沿变化速率，边沿单调性，电平幅值，电平宽度，纹波等。
信号波形问题与典型案例
二、信号波形常见问题与典型案例
① 毛刺
毛刺作用在高速器件重要控制信号（时钟、读写信号等）上，容易造成触发器误触发、控制信号控制错误等问题，毛刺带来的问题多在器件替代后发生。产生毛刺的因素很多，比如逻辑冒险，串扰、地线反弹等，其消除的方法也不尽相同。一般宽度小于系统1/2最小时钟周期的脉冲都可以看成是毛刺。
信号波形问题与典型案例
案例：*板上4M时钟信号有串扰毛刺，导致通话杂音。
信号波形问题与典型案例
②边沿速率（上升、下降时间）
边沿速度缓慢多发生在数据信号线上（串口信号线，HW信号线等），往往会造成数据采样错误。其产生原因通常是输出端接有大的容性负载，或输出是三态时充（放）电电流小等。而时钟等控制信号对边沿速度有更高的要求。
案例：
*板串口发射信号/TXD 上升沿缓慢，导致*
板不开工。
*板出现杂音
信号波形问题与典型案例
信号波形问题与典型案例
③边沿单调性
边沿的回钩一般是由于反射造成的，如发生在时钟信号上易造成逻辑混乱。
信号波形问题与典型案例
案例：*板和*板间通讯出错
原因：时钟信号上升沿不单调，有回钩
信号波形问题与典型案例
④回冲
回冲产生的原因是信号线不匹配，消除的方法是加匹配电阻。
信号波形问题与典型案例
案例：某板更换接口芯片BT8510D为E后出现杂音原因：2M时钟信号回冲过高
信号波形问题与典型案例
⑤电平幅度
输入电平幅度不符合要求时，会造成器件功能异常，导致电平异常的原因主要有：输出过载，信号线冲突等。
信号波形问题与典型案例
案例：*板复位引起*板误码
原因：数据线冲突，出现半高电平
信号波形问题与典型案例
⑥过冲
过冲带来的问题是容易对其它信号造成串扰，下降沿过冲一般较大，容易造成器件的损坏。
造成过冲大的原因是不匹配，消除的方法有始端串电阻或末端并联阻抗（或电阻）。
信号波形问题与典型案例
⑦电平宽度
一些信号（比如复位信号等）要求电平有一定的宽度，不符合要求时，工作不可靠。
⑧纹波
主要是指电源的信号质量，
直接影响器件的工作稳定性。
对于模拟电路，电源的波动
会耦合到输出信号上，产生
纹波。
对于数模混合电路，D/A或A/D转换会出现较大误差。对于数字电路，电源电压波动可能引发逻辑发生混乱。原因：出问题主要原因是电源滤波不好或地线分布不好。
信号波形问题与典型案例
信号波形问题与典型案例
案例：*板采用芯片MC145567时摘机噪声问题原因：芯片-5V电源有纹波
第二章、异常信号的形式、产生机理、危害及消除方法
一、地线、电源反弹的信号形式、机理、危害及消除方法
1.信号形式
由于芯片输出
状态的逻辑转换而
引起的内部地参考
电压的偏移称为地
反弹。它是由于地
脚引线的电抗引起
的。
同样，电源端也存在着反弹。
地线、电源反弹的信号形式、机理、危害及消除方法
2. 发生机理
输入的Vin叠加在一作用于
输入电路，可能造成电路误
动作。 地线、电源反弹的信号形式、机理、危害及消除方法
3. 地线反弹的危害
形成噪声毛刺
造成触发器的二次触发
地线、电源反弹的信号形式、机理、危害及消除方法
地线、电源反弹的信号形式、机理、危害及消除方法
4 . 降低地线反弹及其影响的方法：
降低输出状态的转换速率（串电阻）
地引脚分别直接接地层，引线尽量短，将多个地引脚短 接在一
起后再用一条线接地是错误的。
输出端要尽量避免接较大的负载电容
减小负载数量
采用差分输入
对于输入级，分配单独的电源及地引脚。
二、振铃、过冲、回冲的信号形式、机理、危害及消除方法
振铃、过冲、回冲的信号形式、机理、危害及消除方法1. 信号形式
传输过程中的任
何不均匀(如阻抗变
化、直角线、过孔
等)都会引起信号的
反射，对数字信号而
言，表现为波形的上
升下降沿出现振铃。
振铃、过冲、回冲的信号形式、机理、危害及消除方法
2. 机理：
①长线传输 ②传输过程中的不均匀。
分析：传输高速信号时，传输线当作分布参数处理。即以电阻、电感、电容组成的具有分布参数的电路加以处理。
信号从传输线的一端到另一端的传输是需要一定时间的。
大约每8英寸延时1ns.
传输线都具有分布电容和分布电感，阻碍着电压及电流的
建立。
当信号推进到终端时，如终端负载与传输线的特性阻抗不
匹配，就会造成信号的反射。
在反射波到达不匹配的始端时，会引起向终端的新反射，
从而形成多次反射。
