信号完整性的测试方法介绍
5.时序测试 本文引用地址: //m.amcfsurvey.com/article/190442.htm
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。测试时序通常需要多通道的示波器和多个探头,示波器的逻辑触发或者码型和状态触发功能,对于快速捕获到需要的波形,很有帮助,不过多个探头在实际操作中,并不容易,又要拿探头,又要操作示波器,那个时候感觉有孙悟空的三头六臂就方便多了。逻辑分析仪用做时序测试并不多,因为它主要作用是分析码型,也就是分析信号线上跑的是什么码,和代码联系在一起,可以分析是哪些指令或者数据。在对于要求不高的情况下,可以用它来测试,它相对示波器来说,优势就是通道数多,但是它的劣势是探头连接困难,除非设计的时候就已经考虑了连接问题,否则飞线就是唯一的选择,如果信号线在PCB的内层,几乎很难做到。
![仿真传输眼图](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131118/190442_2_0.jpg)
图3:仿真传输眼图(上:电缆A,下:电缆B)。
6.频谱测试
对于产品的开发前期,这种测试应用相对比较少,但是对于后期的系统测试,比如EMC测试,很多产品都需要测试。通过该测试发现某些频点超标,然后可以使用近场扫描仪(其中关键的仪器是频谱仪),例如EMCSCANER,来分析板卡上面具体哪一部分的频谱比较高,从而找出超标的根源所在。不过这些设备相对都比较昂贵,中小公司拥有的不多,因此通常情况下都是在设计时仔细做好匹配和屏蔽,避免后面测试时发现信号频谱超标,因为后期发现了问题,很多情况下是很难定位的。
7.频域阻抗测试
现在很多标准接口,比如E1/T1等,为了避免有太多的能量反射,都要求比较好地匹配,另外在射频或者微波,相互对接,对阻抗通常都有要求。这些情况下,都需要进行频域的阻抗测试。阻抗测试通常使用网络分析仪,单端端口相对简单,对于差分输入的端口,可以使用Balun进行差分和单端转换。
传输损耗测试,对于长的PCB走线,或者电缆等,在传输距离比较远,或者传输信号速率非常高的情况下,还有频域的串扰等,都可以使用网络分析仪来测试。同样的,对于PCB差分信号或者双绞线,也可是使用Balun进行差分到单端转换,或者使用4端口网络分析来测试。多端口网络分析仪的校准,使用电子校准件可以大大提高校准的效率。
8.误码测试
误码测试实际上是系统测试,利用误码仪,甚至是一些软件都可做,比如可以通过两台电脑,使用软件,测试连接两台电脑间的网络误码情况。误码测试可以对数据的每一位都进行测试,这是它的优点,相比之下示波器只是部分时间进行采样,很多时间都在等待,因此漏过了很多细节。低误码率的设备的误码测试很耗费时间,有的测试时间是一整天,甚至是数天。
实际中如何选用这上述测试手段,需要根据被测试对象进行具体分析,不同的情况需要不同的测试手段。比如有标准接口的,就可以使用眼图测试、阻抗测试和误码测试等,对于普通硬件电路,可以使用波形测试、时序测试,设计中有高速信号线,还可以使用TDR测试。对于时钟、高速串行信号,还可以抖动测试等。
另外上面众多的仪器,很多都可以实现多种测试,比如示波器,可以实现波形测试,时序测试,眼图测试和抖动测试等,网络分析仪可以实现频域阻抗测试、传输损耗测试等,因此灵活应用仪器也是提高测试效率,发现设计中存在问题的关键。
![实际应用测试](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20131118/190442_2_1.jpg)
图4:实际应用测试(上:电缆A,下:电缆B)。
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