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高速信号测试

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高速串行信号测试的基本内容涵盖了多个方面,以确保信号在高速传输过程中的完整性和稳定性。以下是对高速串行信号测试基本内容的详细阐述: 

 一、测试目的 

高速串行信号测试的主要目的是验证系统是否满足设计要求的误码水平,确保信号在传输过程中能够准确、稳定地被接收端捕获和解码。  

二、测试方法 

眼图测试 

定义:眼图是把连续的比特流按照某一特定的时钟,分割为单独的比特,而后叠加而形成的图形,类似一个张开的眼睛,故得名眼图(Eye-diagram)。 

作用:眼图是高速串行信号的宏观信号质量的体现,在眼图中能直接反映出信号串行信号的幅度(如眼高、过冲、噪声等)和时序(如上升/下降时间、UI长度、眼宽、抖动等)特性。 

测试步骤:首先需要找到规定的眼图的模板(Eye Mask),然后将测试信号接到仪器上,通过示波器等设备抓取信号并生成眼图,最后与眼图模板进行对比,以评估信号的完整性。 

抖动测试 定义:信号的某特定时刻相对于其理想时间位置上的短期偏离。 分类:数字信号的总体抖动(Total Jitter,TJ)由随机抖动(Random Jitter,RJ)和确定性抖动(Deterministic Jitter,DJ)组成。 

随机抖动(RJ):通常由噪声引起,服从正态(高斯)分布,衡量参数是方差(rms)。 

确定性抖动(DJ):由特定的干扰或信号失真引起,是有边界的,衡量参数是峰峰值(Pk-Pk)。 

测试意义:信号速度越高,对抖动的要求越严格。通过抖动测试,可以分析信号质量恶化的成因并加以改善。 

误码率测试(BER测试) 

定义:BER=Received Error Bit Number/Total Transfered Bit Number,即接收端收到的错误比特的概率。

测试方法:使用误码仪等专用测试设备,通过对比发送和接收到的数据来计算误码率。 

测试意义:BER测试是评估高速串行总线系统稳定性的重要指标,对于确保系统满足设计要求具有重要意义。

 三、测试设备 

进行高速串行信号测试时,需要使用一系列专业的测试设备,包括但不限于:  

实时示波器:用于抓取高速信号并生成眼图,同时可以对信号的幅度和时序特性进行测量。 

采样示波器:具有较高的时基精度和垂直分辨率,适用于分析抖动和噪声对串行系统误码的影响。 

时间间隔分析仪:专用的测试时间间隔的仪器,时间测试精度高。 

误码仪:专用的误码测试设备,通过对比发送和接收到的数据来计算误码率,测试精度最高。 

BERTScope:具有闭环测试能力,能够同时实现误码率测试和示波器功能,适用于高速串行领域的测试。 

四、测试注意事项 

测试点选择:在测试点选择时,需要避免测试点后走线、分布参数、芯片节电容等因素的影响,以确保测试结果的准确性。可以通过焊接端接电阻、使用虚拟探测技术等方法缓解测试着色问题。 测试码型选择:不同的测试项目需要对应不同的测试码型,才能达到更好的测试效果。例如,抖动测试时可以选择高频测试码型“101010”来更好地表征随机抖动。 

CDR设置:在高速信号测试中,需要保证CDR的设置与系统接收机一致,以获得比较准确的测试结果。 电源噪声和抖动传递:电源噪声和抖动传递也是信号频域分析的一部分,需要获取准确的电源噪声和抖动敏感曲线以评估其对信号完整性的影响。 综上所述,高速串行信号测试的基本内容涵盖了眼图测试、抖动测试、误码率测试等多个方面,需要使用专业的测试设备和注意测试细节以确保测试结果的准确性和可靠性。