信号完整性的常用的三种测试方法
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信号完整性常用的三种测试方法信号完整性是指在传输过程中信号能够保持原始形态和准确性的程度。
在现代高速通信和数字系统中,信号完整性测试是非常重要的工作,它能够帮助工程师评估信号的稳定性、确定系统的极限速率并发现信号失真的原因。
下面将介绍三种常用的信号完整性测试方法。
一、时域方法时域方法是信号完整性测试中最常见和最直观的方法之一、它通过观察信号在时间轴上的波形变化来评估信号的完整性。
时域方法可以检测和分析许多类型的信号失真,如峰值抖动、时钟漂移、时钟分布、幅度失真等。
时域方法的测试设备通常包括示波器和时域反射仪。
示波器可以显示信号的波形和振幅,通过观察波形的形状和幅度变化来判断信号完整性。
时域反射仪可以测量信号在传输线上的反射程度,从而评估传输线的特性阻抗和匹配度。
二、频域方法频域方法是另一种常用的信号完整性测试方法。
它通过将信号转换为频域表示,分析信号的频谱分布和频率响应来评估信号完整性。
频域方法可以检测和分析信号的频谱泄漏、频谱扩展、频率失真等。
频域方法的测试设备通常包括频谱分析仪和网络分析仪。
频谱分析仪可以显示信号的频谱图和功率谱密度,通过观察频谱的形状和峰值来评估信号完整性。
网络分析仪可以测量信号在不同频率下的响应和传输损耗,从而评估传输线的频率响应和衰减特性。
三、眼图方法眼图方法是一种特殊的信号完整性测试方法,它通过综合时域和频域信息来评估信号的完整性。
眼图是一种二维显示,用于观察信号在传输过程中的失真情况。
眼图可以提供信号的时钟抖动、峰值抖动、眼宽、眼深、眼高等指标。
眼图方法的测试设备通常包括高速数字示波器和信号发生器。
高速数字示波器可以捕捉信号的多个周期,并将其叠加在一起形成眼图。
通过观察眼图的形状和特征,工程师可以评估信号的稳定性和传输质量。
总结起来,时域方法、频域方法和眼图方法是常用的信号完整性测试方法。
它们各自具有独特的优势和适用范围,可以互相协作来全面评估信号的完整性。
在实际应用中,根据具体需求和测试对象的特点,选择合适的测试方法是非常重要的。
【信号完整性测试】—频域测试(频谱、频域阻抗、传输线损耗)、误码测试及设备仪器概述信号完整性设计,在电路板设计过程中备受重视。
熟悉各类测试方法的特性,按照测试对象的特征和需求,选用合适些测试方法,对于选择方案,验证效果能够大大提高效率。
上篇,我们介绍了时域测试,其中涵盖波形测试、眼图测试、抖动测试、TDR测试、时序测试。
频域测试本篇,我们进一步介绍频域测试(频谱测试、频域阻抗测试、传输线损耗测试)、误码测试。
01频谱测试在开发前期,产品的测试应用较少。
然而在后期的系统测试,许多产品必须经历测试过程(如EMC的试验)。
通过测试发现一些超标的频点,再使用近场扫描仪(核心仪器频谱仪)。
egEMC Scanner分析电路板上具体的区域频谱超标,从而排查超标的原因。
这类设备通常较昂贵,一遍机构都不具备条件。
因此常规情况下都是在设计前期考虑做好匹配和屏蔽,规避后期测试的结果不达标。
02频域阻抗测试目前有许多标准接口如E1(欧洲)/T1(北美)等,目的在于避免太多的能力反射;需要进行较好的匹配,同时在微波或者射频,互相对接,阻抗都有所要求。
通常情况下,需要进行频域的阻抗测试,阻抗测试常用网络分析仪(Network Analyzer),单端输入端口简单,差分输入端口,较为复杂,需要巴伦进行差分和单端转换。
03传输线损耗测试⏹主要针对长的电路板走线、线缆等,传输距离较远,⏹进行高速信号传输、频域的串扰等,均可以通过网络分析仪来测试。
因此,对于PCB的差分信号或者双绞线,可以使用巴伦进行差分转换单端,或者使用4端口网络分析仪来测试。
误码测试误码测试通常是系统测试,使用误码仪、部分软件都可以完成测试。
或通过两台PC,使用软件,测试连接两台PC间的网络误码情况。
误码测试能够对数据的每一位进行测试,相比其它仪器(如示波器)只是部分时间开展采样,剩下大部分时间都在等待。
容易遗漏细节。
尤其是低误码率的设备,误码测试需要耗费大量时间,有时耗时一整天,或者几天。
硬件测试中的接口与通信测试方法在硬件测试中,接口与通信测试方法是非常重要的环节。
接口测试主要是针对硬件设备之间的连接接口进行测试,而通信测试则是验证硬件设备之间的通信功能是否正常。
本文将详细介绍硬件测试中的接口和通信测试方法。
一、接口测试方法1. 电缆测试电缆是硬件设备之间传输信号的重要媒介,因此电缆的质量对硬件设备的正常工作至关重要。
电缆测试可以通过以下几个方面来进行:(1) 连接测试:确认电缆连接的两端是否正确连接,包括检查电缆的插头、接口等。
(2) 接地测试:检测电缆的接地是否良好,以保证信号的传输质量和抗干扰能力。
(3) 信号传输测试:通过发送不同的信号,并使用测试仪器来检测接收端是否能够正确接收到信号。
2. 信号完整性测试信号完整性测试主要是针对信号传输过程中是否会发生干扰、衰减、失真等问题进行测试。
常见的信号完整性测试方法有:(1) 示波器测试:使用示波器观察信号波形,并分析是否存在干扰、衰减等异常现象。
(2) 时钟偏差测试:使用专业设备对时钟信号进行测试,检测时钟是否准确、稳定。
(3) 眼图测试:通过生成眼图来分析信号的质量,判断信号是否存在失真、抖动等问题。
二、通信测试方法1. 单元测试单元测试是对硬件设备内部的各个模块进行测试,以验证模块之间的通信是否正常。
常见的单元测试方法包括:(1) 主控板测试:通过单独测试主控板上的各个模块,如CPU、内存、接口等,验证其是否正常工作。
(2) 扩展板测试:对硬件设备的扩展板进行测试,检测扩展板是否能够与主控板正常通信。
2. 回环测试回环测试是通过将发送的信号在硬件设备内部进行回环,再从接收端进行接收和分析,以验证通信功能是否正常。
常见的回环测试方法有:(1) 环回插件:将发送的信号通过插件插入设备内部回环接口,然后通过接收端进行接收和分析。
(2) 软件模拟回环:使用软件进行模拟回环测试,验证硬件设备是否能够正常接收到回环信号。
3. 性能测试性能测试主要是验证硬件设备在通信过程中的性能表现,包括响应时间、带宽、吞吐量等指标。
信号完整性分析与测试信号完整性问题涉及的知识面比较广,我通过这个短期的学习,对信号完整性有了一个初步的认识,本文只是简单介绍和总结了几种常见现象,并对一些常用的测试手段做了相应总结。
本文还有很多不足,欢迎各位帮助补充,谢谢!梁全贵2011年9月16日目录第1章什么是信号完整性 ----------------------------------------------------------------------------------- 3第2章轨道塌陷------------------------------------------------------------------------------------------------ 5第3章信号上升时间与带宽 -------------------------------------------------------------------------------- 6第4章地弹 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 8第5章阻抗与特性阻抗 -------------------------------------------------------------------------------------- 95.1 阻抗 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 95.2 特性阻抗 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 9第6章反射 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 116.1 反射的定义------------------------------------------------------------------------------------------- 116.2 反射的测试方法 ------------------------------------------------------------------------------------ 126.3 TDR曲线映射着传输线的各点----------------------------------------------------------------- 126.4 TDR探头选择--------------------------------------------------------------------------------------- 13第7章振铃 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 14第8章串扰 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 168.1 串扰的定义------------------------------------------------------------------------------------------- 168.2 观测串扰---------------------------------------------------------------------------------------------- 16第9章信号质量----------------------------------------------------------------------------------------------- 189.1 常见的信号质量问题 ------------------------------------------------------------------------------ 18第10章信号完整性测试 ------------------------------------------------------------------------------------- 2110.1 波形测试 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2110.2 眼图测试 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2110.3 抖动测试 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2310.3.1 抖动的定义 --------------------------------------------------------------------------------- 2310.3.2 抖动的成因 --------------------------------------------------------------------------------- 2310.3.3 抖动测试 ------------------------------------------------------------------------------------ 2310.3.4 典型的抖动测试工具:------------------------------------------------------------------ 2410.4 TDR测试 ------------------------------------------------------------------------------------------- 2410.5 频谱测试 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2510.6 频域阻抗测试-------------------------------------------------------------------------------------- 2510.7 误码测试 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2510.8 示波器选择与使用要求: ---------------------------------------------------------------------- 2610.9 探头选择与使用要求 ---------------------------------------------------------------------------- 2610.10 测试点的选择 ------------------------------------------------------------------------------------ 2710.11 数据、地址信号质量测试--------------------------------------------------------------------- 2710.11.1 简述 ----------------------------------------------------------------------------------------- 2710.11.2 测试方法 ----------------------------------------------------------------------------------- 27第1章什么是信号完整性如果你发现,以前低速时代积累的设计经验现在似乎都不灵了,同样的设计,以前没问题,可是现在却无法工作,那么恭喜你,你碰到了硬件设计中最核心的问题:信号完整性。
集成电路测试中的高速串行接口测试方法高速串行接口测试方法在集成电路测试中起到非常重要的作用。
高速串行接口是现代集成电路中广泛使用的一种通信方式,其在数据传输速率和通信距离方面具有明显优势,适用于高速数据传输和远距离通信。
为确保高速串行接口的稳定性和可靠性,需要对其进行全面的测试。
以下将介绍几种常用的高速串行接口测试方法。
一、物理层测试方法物理层测试主要是对高速串行接口的物理连接进行测试。
该测试方法主要包括以下几个方面的内容:1. 信号完整性测试:通过检测信号的波形和电平,确保信号在传输过程中没有发生失真和干扰。
常用的测试手段包括时钟和数据眼图测试、时钟抖动和噪声测试等。
2. 差分信号测试:对差分信号的幅度、延迟和相位进行测试,以保证差分信号的正常传输。
常用的测试方法包括查找表测试、时序测量和匹配测试等。
3. 传输线测试:通过对传输线的阻抗匹配、衰减和时延进行测试,确保传输线的质量和传输速率。
常用的测试手段包括衰减测试、传输线模型测试和传输线延时测试等。
二、协议层测试方法协议层测试主要是对高速串行接口的通信协议进行测试。
该测试方法主要包括以下几个方面的内容:1. 通信协议测试:对通信协议的正确性和稳定性进行测试,以保证数据能够正确地传输和解析。
常用的测试手段包括数据包验证、错误恢复和流控制测试等。
2. 时序调整测试:对时钟的校准和时序的调整进行测试,以确保时序的准确性和稳定性。
常用的测试方法包括时钟同步测试、时序校准和时序复位测试等。
3. 错误检测与纠正测试:对错误检测和纠正机制进行测试,以保证数据的可靠性和完整性。
常用的测试手段包括CRC校验测试、差错码测试和纠错算法测试等。
三、性能测试方法性能测试主要是对高速串行接口的数据传输性能进行测试。
该测试方法主要包括以下几个方面的内容:1. 传输速率测试:对传输速率进行测试,以确保高速串行接口能够达到设计要求的数据传输速率。
常用的测试手段包括比特错误率测试、吞吐量测试和带宽测试等。
集成电路设计中的信号完整性集成电路(IC)设计是现代电子工程的核心。
随着技术的进步,集成电路的复杂性不断增加,这给信号完整性(SI)带来了更大的挑战。
信号完整性是指信号在传输过程中保持其完整性和正确性的能力。
在集成电路设计中,信号完整性是一个至关重要的因素,因为它直接影响到系统的性能和可靠性。
信号完整性问题的产生信号完整性问题的产生主要是由于集成电路中的传输线路特性以及电磁干扰。
传输线路的特性会导致信号在传输过程中发生失真,而电磁干扰则会引起信号的噪声。
这些失真和噪声会影响到信号的质量和性能。
传输线路特性集成电路中的传输线路主要包括导线和连接器。
这些传输线路的特性会影响信号的传输。
例如,导线的电阻会导致信号的延迟,而导线的电感会导致信号的衰减。
此外,传输线路的阻抗不匹配也会引起信号的反射和衰减。
电磁干扰电磁干扰是指外部电磁场对信号的影响。
在集成电路中,电磁干扰主要来自于电源线、信号线和其他电子元件。
电磁干扰会引起信号的噪声,从而影响信号的质量和性能。
信号完整性分析的方法为了确保信号完整性,集成电路设计人员需要进行信号完整性分析。
信号完整性分析主要包括时域分析和频域分析两种方法。
时域分析时域分析是一种基于时间的方法,用于分析信号在时间上的行为。
时域分析的主要工具是示波器和信号分析仪。
通过时域分析,设计人员可以观察信号的波形,从而确定信号是否发生了失真或噪声。
频域分析频域分析是一种基于频率的方法,用于分析信号在频率上的行为。
频域分析的主要工具是频谱分析仪。
通过频域分析,设计人员可以确定信号的频率成分,从而确定信号是否受到了电磁干扰。
信号完整性设计原则为了确保信号完整性,集成电路设计人员需要遵循一些基本的设计原则。
最小化导线长度导线长度是影响信号传输延迟和衰减的主要因素。
因此,设计人员应该尽量减少导线的长度,以降低信号传输的延迟和衰减。
匹配阻抗为了减少信号的反射和衰减,设计人员应该确保传输线路的阻抗与信号源和负载的阻抗相匹配。
SPI总线信号的质量与完整性测试技巧与规定1. 引言SPI(Serial Peripheral Interface)总线是一种常用的串行通信接口,用于在微控制器和外部设备之间传输数据。
为了确保SPI总线的正常工作,需要进行质量与完整性测试。
本文将介绍SPI总线信号的测试技巧与相关规定。
2. 测试技巧2.1 信号电平测试SPI总线的信号电平应符合相关规定。
测试时可以使用示波器或逻辑分析仪来监测信号的高低电平,并确保其在允许的范围内。
2.2 时钟频率测试SPI总线的时钟频率决定了数据传输的速度。
测试时需要使用频率计或逻辑分析仪来测量时钟信号的频率,并验证其是否符合规定的范围。
2.3 数据传输测试数据传输是SPI总线的核心功能之一。
测试时可以通过发送和接收数据,然后校验接收到的数据是否与发送的数据一致,来验证数据传输的准确性。
2.4 信号完整性测试SPI总线的信号完整性对数据传输的可靠性至关重要。
测试时可以使用衰减器或信号发生器来模拟信号的衰减和噪声情况,然后通过观察数据传输的错误率来评估信号的完整性。
3. 规定3.1 电气特性规定SPI总线的电气特性应符合相关规定。
包括信号电平、时钟频率、数据传输速率等方面的规定。
在进行测试时,需要参考相关的电气特性规定,确保SPI总线的信号质量与完整性达到要求。
3.2 测试方法规定针对SPI总线信号的质量与完整性测试,应制定相应的测试方法规定。
包括测试设备的选择、测试步骤的描述、测试结果的评估等方面的规定。
测试方法规定能够确保测试的准确性和一致性。
3.3 测试结果评估标准对于SPI总线信号的质量与完整性测试结果,应制定相应的评估标准。
根据测试结果的合格与否,可以判断SPI总线信号的质量与完整性是否符合要求。
评估标准能够提供一个客观的衡量指标。
4. 结论对SPI总线信号的质量与完整性进行测试是确保SPI总线正常工作的重要环节。
通过合适的测试技巧和遵守相关规定,可以有效评估SPI总线信号的质量与完整性,并确保其达到要求。
信号完整性分析及测试讨论议题信号完整性定义高速数字电路的常见问题及现象串行差分信号完整性(以最新的PCI-EXPRESS为例)信号完整性测试(DSO及探棒的选择等)信号完整性定义SI (SIGNAL INTEGRITY ),即信号完整性,是近几年发展起来的新技术。
SI 解决的是信号传输过程中的质量问题,尤其是在高速领域,数字信号的传输不能只考虑逻辑上的实现,物理实现中数字器件开关行为的模拟效果往往成为设计成败的关键败的关键。
111理想状态下的数字信号波形实际测量的数字信号波形(模拟量)Logic Signal +5 Volt S Logic Signal+5 Volt S Supply GroundSupply GroundSI:新概念,旧方法应用的是传统的传输线、电磁学等理论,以及复杂的SI应用的是传统的传输线电磁学等理论以及复杂的算法,解决以下几个方面的问题:反射;串扰;***过冲、振铃、地弹、多次跨越逻辑电平错误;*阻抗控制和匹配*EMC;*热稳定性;**时序分析芯片封装设计; 。
影响信号完整性的因素PCB层设置、PCB材料影响传输线特性阻抗等,间接影响信号完整性;线宽、线长、线间距在高速、高密度PCB设计中对信号完整性影响较大;温度、工艺等对设计参数的影响,间接影响信号完整性;器件工作频率、速度、驱动能力、封装参数等对信号质量有一定的影响;多负载拓扑结构对信号完整性产生较大的影响;阻抗匹配、负载;电源、地分割;趋肤效应;回流路径;连接器;过孔;电磁辐射;。
可见,信号完整性设计的考虑因素是多方面的,设计中应把握主要方面,减少不确定性,以下是一些常见的信号完整性现象及其产生的原因简析:常见的信号完整性现象及其产生的原因电平没有达到逻辑电平门限负载过重 传输线过长电平不匹配 驱动速度慢多次跨越逻辑电平阈值错误电感量过大 阻抗不匹配(Propagation Delay)信号建立时间不满足延时错误(p g y)信号建时间不满足 负载过重传输线过长驱动速度慢上冲/下冲高速、大电流驱动 阻抗未匹配电感量过大常见的信号完整性现象及其产生的原因振铃(不单调)传输线过长串扰多负载阻抗不匹配常见的信号完整性现象及其产生的原因昏睡的眼图原因很多:阻抗不连续,损耗…什么时候需要考虑信号完整性?200KHZ的信号是否为高速信号小问题:的信号是否为高速信号?高速电路有两个方面的含义:一是频率高,通常认为如果数字逻辑电路设计的频率达到或者超过20MHz~33MHz,而且工作在这个频率的电路已经占整个电子系统一定的份量(例如三分之一),则称为高速电路设计。
【信号完整性测试方法】时域测试(波形、眼图、抖动、TDR、时序)要求及仪器设备信号完整性测试方法简介信号完整性设计,在电路板设计过程中备受重视。
熟悉各类测试方法的特性,按照测试对象的特征和需求,选用合适些测试方法,对于选择方案,验证效果能够大大提高效率。
目前信号完整性的测试方法较多,从大的方向有频域测试、时域测试、其它测试。
(3类方法不是任何情况下都适合使用,信号完整性的测试方法,需要用到的仪器也很多。
)时域测试时域测试涵盖波形测试、眼图测试、抖动测试、TDR测试、时序测试。
01波形测试波形测试:是信号完整性测试最基础的方法,通常使用示波器进行测试。
测试波形的幅度、毛刺、边沿等。
通过测试波形的特征,分析幅度、边沿时间等指标是否满足要求。
波形测试需要遵循一定要求,才能保证测试误差尽量小。
⏹主机和探头一起配套的带宽要满足要求。
基板上测试系统的带宽应该在测试信号带宽的3倍以上。
在工程实践中,有的工程师随意找些探头就测试,不同厂家的探头匹配不同厂家的示波器,综合情况测试系统的误差就会很大。
⏹其次,需要注重细节。
如测试点一般选择在接收器件的附近,若条件限制无法测试,像BGA封装这类的器件,需要放在靠近Pin脚的PCB走线上或者Via上。
间隔接收器件PIn脚太远,信号发射,可能会促使测试结果和实际真实信号差异较大。
探头的接地线,也尽可能选择短的地线等。
⏹最后,应该考虑匹配。
主要关于使用同轴电缆测试的应用场景,同轴接到示波器上,负载常规是50Ω阻抗的直流耦合,对于有的电路,需要直流偏置,直接将测试系统接入会导致电路工作状态有影响,最终导致测试不到正常的波形。
02眼图测试眼图测试:针对有相关规范要求的接口(USB、SATA、HDMI、光接口)等。
通过具有MASK的示波器(含通用示波器、采样示波器、信号分析仪)。
这类示波器内部具有的时钟提取功能,能够显示眼图。
然而对于没有MASK的示波器,需要使用外接时钟实现触发。
硬件信号质量SI测试规范初识SI测试SI信号完整性(Signal Integrity)测试是在设计过程中使用的方法,用于测量信号在电路板或器件上的运行状况。
硬件信号质量SI测试是关于硬件电路的信号质量、时钟频率等性能指标的测试。
直观来说,SI测试是用来测试硬件信号的质量好坏,它可以检验硬件产品在复杂环境下所产生的电磁干扰、衰减、相位偏移等信号问题。
SI测试可以应用于多类硬件设备,包括计算机服务器、路由器、交换机、移动终端设备、自动驾驶汽车和其他高速信号传输的硬件设备。
SI测试内容SI测试的内容可以包括以下方面:信号完整性测量通过SI测试,可以测量信号的质量,例如电压、阻抗、反射系数、传输延迟、噪声等因素。
协议分析在不同的硬件设备中,采用的协议类型不同,例如高速串口协议(USB、SATA、PCIe)协议、以太网协议等。
通过协议分析,可以更好地评估硬件设备的通信质量。
EMI/EMC测试电磁干扰(EMI)测试和电磁兼容性(EMC)测试,是一些硬件设备必须通过的测试,通过这个测试可以评估设备的电磁性能,例如电磁干扰抗性、放射性等。
SI测试过程SI测试包含以下步骤:硬件设计要求和规格说明在进行硬件设计时,其中最重要的一个环节就是设计要求和规格说明。
这个环节主要是考虑设计需求和目标,例如每个信号的最大传输速率、延迟、阻抗控制等。
SI测试建模建立数学模型,以预测电路板或器件中的信号完整性。
在这个过程中,包括建立传输线模型、建立布局模型、计算电磁丢失和干扰等。
硬件SI测试硬件SI测试是采用测试仪器进行的。
测试仪器需要支持各种测量方法和协议类型。
常用的测试方法有:同步时钟测试同步时钟测试一般用于高速传输的硬件设备,例如PCIe、DDR、PCI、SDRAM等。
测试流程要求如下:1.选择测试仪器和信号源。
2.设置测试参数,例如时钟频率、电平、电流和电压等。
3.通过测试仪器读取信号。
4.评估结果并记录数据。
非同步时钟测试非同步时钟测试一般用于串行通信硬件设备,例如以太网、USB、PCIe等。
常用信号完整性的测试手段作者:莫道春(Moore Mo)华为技术有限公司高速实验室主任信号完整性设计在产品开发中越来越受到重视,而信号完整性的测试手段种类繁多,有频域,也有时域的,还有一些综合性的手段,比如误码测试。
这些手段并非任何情况下都适合使用,都存在这样那样的局限性,合适选用,可以做到事半功倍,避免走弯路。
本文对各种测试手段进行介绍,并结合实际硬件开发活动说明如何选用,最后给出了一个测试实例。
信号完整性的测试手段很多,涉及的仪器也很多,因此熟悉各种测试手段的特点,以及根据测试对象的特性和要求,选用适当的测试手段,对于选择方案、验证效果、解决问题等硬件开发活动,都能够大大提高效率,起到事半功倍的作用。
信号完整性的测试手段信号完整性的测试手段主要可以分为三大类,如表1所示。
表中列出了大部分信号完整性测试手段,这些手段既有优点,但是也存在局限性,实际上不可能全部都使用,下面对这些手段进行一些说明。
1. 波形测试波形测试是信号完整性测试中最常用的手段,一般是使用示波器进行,主要测试波形幅度、边沿和毛刺等,通过测试波形的参数,可以看出幅度、边沿时间等是否满足器件接口电平的要求,有没有存在信号毛刺等。
由于示波器是极为通用的仪器,几乎所有的硬件工程师都会使用,但并不表示大家都使用得好。
波形测试也要遵循一些要求,才能够得到准确的信号。
首先是要求主机和探头一起组成的带宽要足够。
基本上测试系统的带宽是测试信号带宽的3倍以上就可以了。
实际使用中,有一些工程师随便找一些探头就去测试,甚至是A公司的探头插到B公司的示波器去,这种测试很难得到准确的结果。
其次要注重细节。
比如测试点通常选择放在接收器件的管脚,如果条件限制放不到上面去的,比如BGA封装的器件,可以放到最靠近管脚的PCB走线上或者过孔上面。
距离接收器件管脚过远,因为信号反射,可能会导致测试结果和实际信号差异比较大;探头的地线尽量选择短地线等。
最后,需要注意一下匹配。
信号完整性测试硬件电路测试中非常重要的一项是信号完整性测试,特别是对于高速信号,信号完整性测试尤为关键。
完整性的测试手段种类繁多,有频域,也有时域的,还有一些综合性的手段,比如误码测试。
不管是哪一种测试手段,都存在这样那样的局限性,它们都只是针对某些特定的场景或者应用而使用。
只有选择合适测试方法,才可以更好地评估产品特性。
本文将讲解常用的一些测试方法和使用的仪器。
一、波形测试使用示波器进行波形测试,这是信号完整性测试中最常用的评估方法。
主要测试波形幅度、边沿和毛刺等,通过测试波形的参数,可以看出幅度、边沿时间等是否满足器件接口电平的要求,有没有存在信号毛刺等。
波形测试也要遵循一些要求,比如选择合适的示波器、测试探头以及制作好测试附件,才能够得到准确的信号。
下图是DDR在不同端接电阻下的波形。
常见的示波器厂商有是德科技、泰克、力科、罗德与施瓦茨、鼎阳等等。
二、时序测试现在器件的工作速率越来越快,时序容限越来越小,时序问题导致产品不稳定是非常常见的,因此时序测试是非常必要的。
一般,信号的时序测试是测量建立时间和保持时间,也有的时候测试不同信号网络之间的偏移,或者测量不同电源网络的上电时序。
测试时序基本都是采用的示波器测试,通常需要至少两通道的示波器和两个示波器探头(或者同轴线缆)。
下图是测量的就是保持时间:三、眼图测试眼图测试是常用的测试手段,特别是对于有规范要求的接口,比如USB、Ethernet、PCIE、HDMI和光接口等。
测试眼图的设备主要是实时示波器或者采样示波器。
一般在示波器中配合以眼图模板就可以判断设计是否满足具体总线的要求。
下图是示波器测试的一个眼图:四、抖动测试抖动测试现在越来越受到重视,常见的都是采用示波器上的软件进行抖动测试,如是德科技示波器上的EZJIT。
通过软件处理,分离出各个分量,比如总体抖动(TJ)、随机抖动(RJ)和固有抖动(DJ)以及固有抖动中的各个分量。
对于这种测试,选择的示波器,长存储和高速采样是必要条件,比如2M以上的存储器,20GSa/s的采样速率。
信号完整性的常用的三种测试
信号完整性的测试手段主要可以分为三大类,下面对这些手段进行一些说明。
抖动测试
抖动测试现在越来越受到重视,因为专用的抖动测试仪器,比如TIA(时间间隔分析仪)、SIA3000,价格非常昂贵,使用得比较少。
使用得最多是示波器加上软件处理,如TEK的TDSJIT3软件。
通过软件处理,分离出各个分量,比如RJ和DJ,以及DJ中的各个分量。
对于这种测试,选择的示波器,长存储和高速采样是必要条件,比如2M以上的存储器,20GSa/s的采样速率。
不过目前抖动测试,各个公司的解决方案得到结果还有相当差异,还没有哪个是权威或者行业标准。
波形测试。
硬件测试中的信号完整性与时序分析硬件测试在现代电子领域中起着至关重要的作用。
其中,信号完整性与时序分析是硬件测试过程中的两个关键方面。
本文将深入探讨信号完整性与时序分析的概念、重要性以及测试方法,以帮助读者更好地理解和应用于实际项目中。
一、信号完整性信号完整性指的是电子系统中信号的传输过程中是否能够保持其原始质量、准确性和稳定性。
在高速数字电路设计和通信系统中,信号完整性是确保信号正确、可靠地传输的关键因素。
信号完整性问题可能导致信号失真、时序错误、干扰噪声等问题,从而降低系统性能甚至引发系统故障。
为了确保信号完整性,硬件测试中常常采用以下几种方法:1. 眼图测量:眼图可以直观地展示信号的质量和稳定性。
通过该方法,测试人员可以判断信号的抖动情况、噪声水平和时钟同步等问题。
2. 波形分析:利用示波器等测试仪器,测试人员可以对信号的电压、频率、上升沿和下降沿等参数进行精确测量,并与标准波形进行比较,以评估信号质量。
3. 串扰分析:在高密度布线的电子系统中,邻近信号线之间可能会发生串扰现象,影响信号完整性。
通过串扰分析,测试人员可以发现并修复潜在的信号干扰问题。
4. 电磁兼容性(EMC)测试:在电子设备中,电磁辐射和电磁感应可能会对信号完整性产生不利影响。
EMC测试可以评估设备在电磁环境下的安全性和干扰抗性。
二、时序分析时序分析是硬件测试中另一个重要的方面,它涉及到信号在电路中传输的时间和顺序。
在高速数字系统和通信领域中,准确地控制和分析信号的时序关系至关重要,任何时序错误都可能导致系统失效。
在时序分析中,常用的测试方法有:1. 时钟信号分析:时钟信号是数字系统中的同步基准,对于时序分析至关重要。
通过测量时钟信号的频率、占空比和抖动等参数,可以评估系统的时序稳定性。
2. 延迟分析:在数字电路中,各个逻辑门的延迟可能存在差异,从而导致时序错误。
通过测量电路中各个节点的延迟情况,可以发现潜在的时序问题并进行优化。
信号完整性的常用的三种测试方法
信号完整性的测试手段主要可以分为三大类,下面对这些手段进行一些说明。
抖动测试
抖动测试现在越来越受到重视,因为专用的抖动测试仪器,比如TIA(时间间隔分析仪)、SIA3000,价格非常昂贵,使用得比较少。
使用得最多是示波器加上软件处理,如TEK的TDSJIT3软件。
通过软件处理,分离出各个分量,比如RJ和DJ,以及DJ中的各个分量。
对于这种测试,选择的示波器,长存储和高速采样是必要条件,比如2M以上的存储器,20GSa/s的采样速率。
不过目前抖动测试,各个公司的解决方案得到结果还有相当差异,还没有哪个是权威或者行业标准。
波形测试
首先是要求主机和探头一起组成的带宽要足够。
基本上测试系统的带宽是测试信号带宽的3倍以上就可以了。
实际使用中,有一些工程师随便找一些探头就去测试,甚至是A公司的探头插到B公司的示波器去,这种测试很难得到准确的结果。
波形测试是信号完整性测试中最常用的手段,一般是使用示波器进行,主要测试波形幅度、边沿和毛刺等,通过测试波形的参数,可以看出幅度、边沿时间等是否满足器件接口电平的要求,有没有存在信号毛刺等。
由于示波器是极为通用的仪器,几乎所有的硬件工程师都会使用,但并不表示大家都使用得好。
波形测试也要遵循一些要求,才能够得到准确的信号。
其次要注重细节。
比如测试点通常选择放在接收器件的管脚,如果条件限制放不到上面去的,比如BGA封装的器件,可以放到最靠近管脚的PCB走线上或者过孔上面。
距离接收器件管脚过远,因为信号反射,可能会导致测试。