測(cè)量信號(hào)完整性分析調(diào)試

信號(hào)完整性是指保證信號(hào)在傳輸路徑中受到少的干擾和失真以及在接收端能夠正確解碼。在高速數(shù)字系統(tǒng)中，信號(hào)完整性是保證系統(tǒng)性能和可靠性的關(guān)鍵因素。本文將介紹信號(hào)完整性的基礎(chǔ)知識(shí)。

1. 信號(hào)完整性相關(guān)參數(shù)：

-上升時(shí)間：信號(hào)從低電平變?yōu)楦唠娖剿璧臅r(shí)間；-下降時(shí)間：信號(hào)從高電平變?yōu)榈碗娖剿璧臅r(shí)間；-瞬態(tài)響應(yīng)：信號(hào)從一種狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)時(shí)的響應(yīng)；-帶寬：信號(hào)能夠通過的頻率范圍；-截止頻率：信號(hào)頻率響應(yīng)的邊緣頻率，信號(hào)經(jīng)過該頻率時(shí)會(huì)有很大的衰減；-抖動(dòng)：時(shí)鐘信號(hào)在傳輸路徑中存在的時(shí)間偏差；-串?dāng)_：信號(hào)在傳輸路徑中相互干擾的現(xiàn)象；-輻射干擾：高速電路產(chǎn)生的電磁輻射干擾其他電路的現(xiàn)象； 信號(hào)完整性分析概論；測(cè)量信號(hào)完整性分析調(diào)試

5、技術(shù)選擇

不同的驅(qū)動(dòng)技術(shù)適于不同的任務(wù)。

信號(hào)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的還是一點(diǎn)對(duì)多抽頭的？信號(hào)是從電路板輸出還是留在相同的電路板上？允許的時(shí)滯和噪聲裕量是多少？作為信號(hào)完整性設(shè)計(jì)的通用準(zhǔn)則，轉(zhuǎn)換速度越慢，信號(hào)完整性越好。50MHZ時(shí)鐘采用500PS上升時(shí)間是沒有理由的。一個(gè)2-3NS的擺率控制器件速度要足夠快，才能保證SI的品質(zhì)，并有助于解決象輸出同步交換（SSO）和電磁兼容（EMC）等問題。在新型FPGA可編程技術(shù)或者用戶定義ASIC中，可以找到驅(qū)動(dòng)技術(shù)的優(yōu)越性。采用這些定制（或者半定制）器件，你就有很大的余地選定驅(qū)動(dòng)幅度和速度。設(shè)計(jì)初期，要滿足FPGA（或ASIC）設(shè)計(jì)時(shí)間的要求并確定恰當(dāng)?shù)妮敵鲞x擇，如果可能的話，還要包括引腳選擇。 USB測(cè)試信號(hào)完整性分析執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)克勞德實(shí)驗(yàn)室提供信號(hào)完整性測(cè)試解決方案；

振鈴?fù)ǔＪ怯捎谛盘?hào)傳輸路徑過長并且阻抗不連續(xù)所引起的多次反射造成的，或者是由 于信號(hào)之間的干擾（串?dāng)_）、信號(hào)跳變所引起的電源/地波動(dòng)（同步開關(guān)噪聲）造成的。

（4）邊沿單調(diào)性（Monotonicity）指信號(hào)上升或下降沿的回溝。對(duì)于邊沿判決的時(shí)鐘信號(hào)， 波形邊沿在翻轉(zhuǎn)門限電平處的非單調(diào)可能造成邏輯判斷錯(cuò)誤。

邊沿單調(diào)性通常是由于信號(hào)傳輸路徑過長并且阻抗不連續(xù)所引起的反射、多負(fù)載的反射 或者驅(qū)動(dòng)輸出阻抗較大（驅(qū)動(dòng)過?。┧鶎?dǎo)致的接收信號(hào)過緩等引起的。

眼圖測(cè)試

眼圖測(cè)試是常用的測(cè)試手段，特別是對(duì)于有規(guī)范要求的接口，比如 E1/T1、USB、10/100BASE-T，還有光接口等。這些標(biāo)準(zhǔn)接口信號(hào)的眼圖測(cè)試，主要是用帶 MASK(模板)的示波器，包括通用示波器，采樣示波器或者信號(hào)分析儀，這些示波器內(nèi)置的時(shí)鐘提取功能，可以顯示眼圖，對(duì)于沒有 MASK 的示波器，可以使用外接時(shí)鐘進(jìn)行觸發(fā)。使用眼圖測(cè)試功能，需要注意測(cè)試波形的數(shù)量，特別是對(duì)于判斷接口眼圖是否符合規(guī)范時(shí)，數(shù)量過少，波形的抖動(dòng)比較小，也許有一下違規(guī)的情況，比如波形進(jìn)入 MASK 的某部部分，就可能采集不到，出現(xiàn)誤判為通過，數(shù)量太多，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)測(cè)試時(shí)間過長，效率不高，通常情況下，測(cè)試波形數(shù)量不少于 2000，在 3000 左右為適宜。 探索和設(shè)計(jì)信號(hào)完整性解決方案；

典型的數(shù)字信號(hào)波形可以知道如下幾點(diǎn)

(1)過沖包括上過沖(Overshoot_High)和下過沖(Overshoot_Low)。上過沖是信號(hào)高于信號(hào)供電電源電壓Kc的最高電壓，下過沖是信號(hào)低于參考地電壓厶的比較低電壓。過沖可能不會(huì)對(duì)功能產(chǎn)生影響，但是過沖過大會(huì)造成器件損壞，影響器件的可靠性。

（2） 回沖是信號(hào)在達(dá)到比較低電壓或最高電壓后回到厶之上（下回沖，Ringback_Low） 或心之下的電壓（上回沖，Ringback_Low）?；貨_會(huì)使信號(hào)的噪聲容限減小，需要控制在保 證翻轉(zhuǎn)門限電平的范圍，否則對(duì)時(shí)鐘信號(hào)回沖過大會(huì)造成判決邏輯錯(cuò)誤，對(duì)數(shù)據(jù)或地址信號(hào) 回沖過大會(huì)使有效判決時(shí)間窗口減小，使時(shí)序緊張。通常過沖與回沖是由于信號(hào)傳輸路徑的 阻抗不連續(xù)所引起的反射造成的。

（3） 振鈴（Ringing）是信號(hào)跳變之后的振蕩，同樣會(huì)使信號(hào)的噪聲容限減小，過大會(huì)造 成邏輯錯(cuò)誤，而且會(huì)使信號(hào)的高頻分量增加，增大EMI問題。 信號(hào)完整性基本定義是指一個(gè)信號(hào)在電路中產(chǎn)生相應(yīng)的能力。設(shè)備信號(hào)完整性分析系列

數(shù)字信號(hào)完整性測(cè)試進(jìn)行分析；測(cè)量信號(hào)完整性分析調(diào)試

什么是信號(hào)完整性？

隨著帶寬范圍提升，查看小信號(hào)或大信號(hào)的細(xì)微變化的需求增加，示波器自身的信號(hào)完整性的重要性已進(jìn)一步提升。為什么信號(hào)完整性被視為示波器的關(guān)鍵指標(biāo)?信號(hào)完整性對(duì)示波器整體測(cè)量精度的影響非常大，它對(duì)波形形狀和測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的影響會(huì)出乎您的想象。示波器性能取決于其自身信號(hào)完整性的良莠，比如說信號(hào)失真、噪聲和損耗。自身的信號(hào)完整性高的示波器能夠更好地顯示被測(cè)信號(hào)的細(xì)節(jié)；反之，如果自身的信號(hào)完整性很差，示波器便無法準(zhǔn)確反映被測(cè)信號(hào)。示波器自身信號(hào)完整性方面的差異直接影響到工程師能否高效地對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入分析、理解、調(diào)試和評(píng)估。示波器的信號(hào)完整性不佳，將對(duì)產(chǎn)品開發(fā)周期、產(chǎn)品質(zhì)量以及元器件的選擇帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)。要避免這種風(fēng)險(xiǎn)，只有通過比較和評(píng)測(cè)，選擇一臺(tái)具有出色信號(hào)完整性的示波器才是解決之道。 測(cè)量信號(hào)完整性分析調(diào)試