教學儀器高速實驗室需要哪些測試

時間：2022-09-17 13:46:02 點擊次數：780

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本文轉載自高速設計漫談，作者 Taylor

高速信號測試一直是高速設計中必不可少的一個環節，測試既可以對設計效果進行檢驗，也可以對仿真結果進行驗證。

隨著高速信號設計難度的不斷提升，有條件的公司會投入資金建立高速實驗室進行信號完整性方面的研究。下面我們就來聊一聊高速實驗室究竟需要哪些儀器配置。

下圖所示為一個高速串行的互連結構示意圖，由TX端,通道,RX斷這三部分組成。接下來我們將這三部拆開，看看每一部分的測試指標要求到底需要哪些儀器。

對于TX端測試來說一般需要測試眼圖、抖動，差共模回損等指標。

測試TX端的眼圖，抖動這些時域指標則需要用到示波器，測試儀器包括實時示波器和采樣示波器，測試環境搭建主要用測試治具或者探針與示波器相連。

1. 實時示波器

實時示波器是工程師手里的干活利器，不管是debug波形分析還是眼圖抖動測試實時示波器都可以搞定。不過高帶寬的實時示波器著實不便宜。高端實時示波器的價格也比較高端

2. 采樣示波器

采樣示波器相比實時示波器更具有性價比，眼圖和抖動也都可以測試。模塊化的采樣示波器插入不同的模塊也可以實現不同的測試功能，比如TDR測試、光眼圖測試等等。但是采樣示波器對實時波形測試則無能為力，包括需要發送特定的碼型鎖定后才能使用一些數據的后處理功能。

所以示波器的選擇還需要看具體測試的接口需求來綜合考量。

對于TX的差共模回損測試則需要用到網絡分析儀進行S參數測試。測試時需要將芯片置于端接狀態，通過測試治具以及cable線連接到網絡分析儀。

對于某些接口的一致性測試來說，在測試當前通道的眼圖或者抖動同時還需要保證對向的通道上傳輸信號來模擬串擾的影響。這時就需要一個任意信號源發生器AWG，以及用于檢驗校準的示波器。

RX端主要是進行壓力測試，包括垂直方向上的噪聲壓力和水平方向上的抖動壓力。如下圖所示，測試時需要將RX端芯片置于回環模式，將接收到的信號進行判決后再給TX發送出來檢查是誤碼率是否滿足要求。RX端接收的信號已經包含了人為制造的噪聲和抖動壓力影響。

由于需要對RX端進行誤差檢查，所以需要一個誤碼儀進行壓力信號輸出和誤碼檢測。另外在對RX端測試前需要對誤碼儀壓力信號進行校準以保證滿足規范的壓力信號要求，這時候也需要校準示波器。

RX端同TX端一樣在測試時用需要對向通道用任意信號發生器AWG模擬串擾影響。進行差共模回損測試時也需要用到網絡分析儀，測試環境搭建可以參考TX端測試。

對于通道的測試主要為無源測試，具體有S參數和阻抗測試。使用到的儀器包括網絡分析儀以及TDR測試儀。

從上述的TX端,RX端以及通道測試中可以得出高速實驗室測試儀器基本的配置有：

示波器：用于眼圖，抖動測試校準以及波形分析，實時示波器和采樣示波器按照測試需求選擇。

網絡分析儀：用于通道的S參數和TDR測試分析，包含TX和RX的差共模回損測試。

誤碼儀：用于RX的壓力測試誤碼檢測，需要帶可調節的噪聲和抖動注入功能。

任意波形發生器：作為信號源用于發送測試需要的特性碼型。最好能夠支持多通道的應用。

本文轉載自"高速設計漫談"，作者 Taylor

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