信號(hào)完整性 常用的三種測(cè)試方法

信號(hào)完整性測(cè)試的手段有很多，主要的一些手段有波形測(cè)試、眼圖測(cè)試、抖動(dòng)測(cè)試等,目前應(yīng)用比較的信號(hào)完整性測(cè)試手段應(yīng)該是波形測(cè)試,即——使用示波器測(cè)試波形幅度、邊沿和毛刺等,通過測(cè)試波形的參數(shù),可以看出幅度、邊沿時(shí)間等是否滿足器件接口電平的要求,有沒有存在信號(hào)毛刺等。

信號(hào)完整性的測(cè)試手段主要可以分為三大類，下面對(duì)這些手段進(jìn)行一些說(shuō)明。

抖動(dòng)測(cè)試

抖動(dòng)測(cè)試現(xiàn)在越來(lái)越受到重視，因?yàn)榈亩秳?dòng)測(cè)試儀器，比如TIA(時(shí)間間隔分析儀)、SIA3000，價(jià)格非常昂貴，使用得比較少。使用得*多是示波器加上軟件處理，如TEK的TDSJIT3軟件。通過軟件處理，分離出各個(gè)分量，比如RJ和DJ，以及DJ中的各個(gè)分量。對(duì)于這種測(cè)試，選擇的示波器，長(zhǎng)存儲(chǔ)和高速采樣是必要條件，比如2M以上的存儲(chǔ)器，20GSa/s的采樣速率。不過目前抖動(dòng)測(cè)試，各個(gè)公司的解決方案得到結(jié)果還有相當(dāng)差異，還沒有哪個(gè)是或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 信號(hào)完整性測(cè)試項(xiàng)目可以分為幾大類；設(shè)備信號(hào)完整性分析

2、串?dāng)_在PCB中，串?dāng)_是指當(dāng)信號(hào)在傳輸線上傳播時(shí)，因電磁能量通過互容和互感耦合對(duì)相鄰的傳輸線產(chǎn)生的不期望的噪聲干擾，它是由不同結(jié)構(gòu)引起的電磁場(chǎng)在同一區(qū)域里的相互作用而產(chǎn)生的?；ト菀l(fā)耦合電流，稱為容性串?dāng)_；而互感引發(fā)耦合電壓，稱為感性串?dāng)_。在PCB上，串?dāng)_與走線長(zhǎng)度、信號(hào)線間距，以及參考地平面的狀況等有關(guān)。

3、信號(hào)延遲和時(shí)序錯(cuò)誤信號(hào)在PCB的導(dǎo)線上以有限的速度傳輸，信號(hào)從驅(qū)動(dòng)端發(fā)出到達(dá)接收端，其間存在一個(gè)傳輸延遲。過多的信號(hào)延遲或者信號(hào)延遲不匹配可能導(dǎo)致時(shí)序錯(cuò)誤和邏輯器件功能混亂。信號(hào)完整性分析的高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析不僅能夠有效地提高產(chǎn)品的性能，而且可以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。在數(shù)字系統(tǒng)向高速、高密度方向發(fā)展的情況下，掌握這一設(shè)計(jì)利器己十分迫切和必要。在信號(hào)完整性分析的模型及計(jì)算分析算法的不斷完善和提高上，利用信號(hào)完整性進(jìn)行計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與分析的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法將會(huì)得到很、很的應(yīng)用。 設(shè)備信號(hào)完整性分析檢修高速信號(hào)完整性解決方法；

雖然信號(hào)的頻率只有2MHz,但是由于信號(hào)的邊沿速率很快，和信號(hào)的互連傳輸延時(shí)有了 可比性（信號(hào)邊沿時(shí)間比4?6倍的互連傳輸時(shí)延時(shí)還要?。?，所以也會(huì)造成信號(hào)完整性的問題。

信號(hào)的質(zhì)量

信號(hào)完整性需要保證信號(hào)傳輸過程中的質(zhì)量。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，信號(hào)質(zhì)量就是設(shè)計(jì)者必須保證 信號(hào)在驅(qū)動(dòng)端、互連結(jié)構(gòu)上，特別是接收端上的特性，避免造成功能性和穩(wěn)定性方面的問題。

在傳統(tǒng)意義上從數(shù)字信號(hào)波形來(lái)看，信號(hào)質(zhì)量包括過沖、回沖、振鈴、邊沿單調(diào)性等方 面的問題。

傳輸線理論基礎(chǔ)與特征阻抗

傳輸線理論實(shí)際是把電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為電路的分析來(lái)簡(jiǎn)化分析的手段，分布式元件的傳輸線 電路模型傳輸線由一段的RLGC元件組成。

為了更簡(jiǎn)便地分析傳輸線，引入特征阻抗的概念，由特征阻抗來(lái)進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)姆治觥?將傳輸線等效成分段電路模型后，可以用電路的理論來(lái)求解。

特征阻抗，或稱特性阻抗，是衡量PCB上傳輸線的重要指標(biāo)。PCB傳輸線的特征/ 特性阻抗不是直流電阻，它屬于長(zhǎng)線傳輸中的概念。

可以看到特征阻抗是一個(gè)在傳輸線的某個(gè)點(diǎn)上的瞬時(shí)入射電壓與入射電流或者反射電 壓與反射電流的比值。和傳輸阻抗的概念并不一致，傳輸阻抗是某個(gè)端口上總的電壓和電流的 比值。只有在整個(gè)傳輸路徑上阻抗完全匹配且沒有反射存在的情況下，特征阻抗才等于傳輸阻 抗。 什么是高速電路 高速電路信號(hào)完整性分析。

利用分析軟件，可以對(duì)眼圖中的違規(guī)詳細(xì)情況進(jìn)行查看，比如在 MASK 中落入了一些采樣點(diǎn)，在以前是不知道哪些情況下落入的，因?yàn)樗械牟蓸狱c(diǎn)是累加進(jìn)去的，總的效果看起來(lái)就象是長(zhǎng)余暉顯示。而新的儀器，利用了其長(zhǎng)存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)，將波形采集進(jìn)來(lái)后進(jìn)行處理顯示，因此波形的每一個(gè)細(xì)節(jié)都可以保留，因此它可以查看波形的違規(guī)情況，比如波形是 000010 還是 101010，這個(gè)功能可以幫助硬件工程師查找問題的根源所在。

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根據(jù)上述數(shù)據(jù)，你就可以選擇層疊了。注意，幾乎每一個(gè)插入其它電路板或者背板的PCB都有厚度要求，而且多數(shù)電路板制造商對(duì)其可制造的不同類型的層有固定的厚度要求，這將會(huì)極大地約束終層疊的數(shù)目。你可能很想與制造商緊密合作來(lái)定義層疊的數(shù)目。應(yīng)該采用阻抗控制工具為不同層生成目標(biāo)阻抗范圍，務(wù)必要考慮到制造商提供的制造允許誤差和鄰近布線的影響。在信號(hào)完整的理想情況下，所有高速節(jié)點(diǎn)應(yīng)該布線在阻抗控制內(nèi)層（例如帶狀線）。要使SI比較好并保持電路板去耦，就應(yīng)該盡可能將接地層/電源層成對(duì)布放。如果只能有一對(duì)接地層/電源層，你就只有將就了。如果根本就沒有電源層，根據(jù)定義你可能會(huì)遇到SI問題。你還可能遇到這樣的情況，即在未定義信號(hào)的返回通路之前很難仿真或者仿真電路板的性能。設(shè)備信號(hào)完整性分析