什么是高速信號(hào)

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，信息交換的速度不斷提高，高速信號(hào)的頻率和復(fù)雜度也不斷增加，如何準(zhǔn)確測試和測量高速信號(hào)是確保各類系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。

什么樣的信號(hào)可以被稱作是高速信號(hào)呢？我們通常把具備以下特征的信號(hào)視為高速信號(hào)：

頻率大于50MHz的信號(hào)，特別是時(shí)鐘信號(hào)頻率達(dá)到50MHz以上的信號(hào)

上升沿時(shí)間短的快沿信號(hào)，當(dāng)上升沿時(shí)間小于50ps時(shí)，信號(hào)變化速度極快，也可以被認(rèn)定為高速信號(hào)

從走線長度角度，如果走線的長度小于有效波長的 20%，且信號(hào)的上升沿時(shí)間較短，也符合高速信號(hào)的范疇。

高速信號(hào)具有一些顯著的特點(diǎn)。其在傳輸過程中容易遭受各種干擾，如電磁干擾、串?dāng)_等，這可能導(dǎo)致信號(hào)的畸變和失真。此外，高速信號(hào)的頻率較高，往往要求電路中的元件能夠快速響應(yīng)，以保證信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸。

信號(hào)完整性測試

信號(hào)完整性，是指信號(hào)在傳輸過程中保真度的問題，主要研究高速信號(hào)在傳輸過程中由于阻抗匹配、串?dāng)_等因素導(dǎo)致的信號(hào)質(zhì)量變差的情況。它可以表征高速信號(hào)通過鏈路之后，受到鏈路中的干擾，阻抗等因素導(dǎo)致質(zhì)量的質(zhì)量問題，從而確保發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間能夠正常傳輸。

信號(hào)完整性測試包含的內(nèi)容十分廣泛，使用到的測試儀器也多種多樣，接下來我們將介紹幾種常見的測試方法來幫助工程師快速定位和解決問題。

波形測試

波形測試是信號(hào)完整性測試中最簡單也是最常用的手段，通過觀察示波器測試的波形的幅度、邊沿、過沖、衰落等，來判斷信號(hào)經(jīng)過發(fā)送鏈路后，還是否滿足接收機(jī)的電平要求。

使用SDS7000A測試以太網(wǎng)信號(hào)

示波器捕獲到波形之后，可以對(duì)波形進(jìn)行ZOOM放大，這樣我們不僅可以通過示波器下方的統(tǒng)計(jì)欄觀察波形的整體情況，還可以觀察局部細(xì)節(jié)中波形的過沖、衰落的幅度。

在觀察某些數(shù)字信號(hào)的時(shí)候，我們會(huì)很關(guān)注信號(hào)的時(shí)序，我們可以使用八通道示波器來幫助我們觀察單個(gè)信號(hào)的建立時(shí)間和保持時(shí)間，或者測試不同信號(hào)在經(jīng)過電路網(wǎng)絡(luò)之后出現(xiàn)的偏移和時(shí)延。又或者是觀察在嵌入式電路中的電源軌，通過特定的觸發(fā)來分析不同節(jié)點(diǎn)的上電、掉電時(shí)序要求。

使用八通道進(jìn)行上電時(shí)序分析

眼圖測試

數(shù)字信號(hào)的眼圖中包含了豐富的信息，可以體現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的整體特征，能夠很好地評(píng)估數(shù)字信號(hào)的質(zhì)量，因而眼圖的分析是數(shù)字系統(tǒng)信號(hào)完整性分析的關(guān)鍵之一。特別是對(duì)于有著某種規(guī)范要求的接口，如USB、Ethernet、PCIe、HDMI等，可以通過眼圖測試配合模板來測試接口是否符合一致性規(guī)范。

眼圖（Eye Diagram）是用余暉方式累積疊加顯示采集到的串行信號(hào)的比特位的結(jié)果，疊加后的圖形形狀看起來和眼睛很像，故名眼圖。眼圖是一系列數(shù)字……