高速信号测试知识分享

什么是高速信号

随着电子技术的飞速发展，信息交换的速度不断提高，高速信号的频率和复杂度也不断增加，如何准确测试和测量高速信号是确保各类系统正常运行的关键。

什么样的信号可以被称作是高速信号呢？我们通常把具备以下特征的信号视为高速信号：

频率大于50MHz的信号，特别是时钟信号频率达到50MHz以上的信号

上升沿时间短的快沿信号，当上升沿时间小于50ps时，信号变化速度极快，也可以被认定为高速信号

从走线长度角度，如果走线的长度小于有效波长的 20%，且信号的上升沿时间较短，也符合高速信号的范畴。

高速信号具有一些显著的特点。其在传输过程中容易遭受各种干扰，如电磁干扰、串扰等，这可能导致信号的畸变和失真。此外，高速信号的频率较高，往往要求电路中的元件能够快速响应，以保证信号的准确传输。

信号完整性测试

信号完整性，是指信号在传输过程中保真度的问题，主要研究高速信号在传输过程中由于阻抗匹配、串扰等因素导致的信号质量变差的情况。它可以表征高速信号通过链路之后，受到链路中的干扰，阻抗等因素导致质量的质量问题，从而确保发射机和接收机之间能够正常传输。

信号完整性测试包含的内容十分广泛，使用到的测试仪器也多种多样，接下来我们将介绍几种常见的测试方法来帮助工程师快速定位和解决问题。

 

波形测试

波形测试是信号完整性测试中最简单也是最常用的手段，通过观察示波器测试的波形的幅度、边沿、过冲、衰落等，来判断信号经过发送链路后，还是否满足接收机的电平要求。

使用SDS7000A测试以太网信号

示波器捕获到波形之后，可以对波形进行ZOOM放大，这样我们不仅可以通过示波器下方的统计栏观察波形的整体情况，还可以观察局部细节中波形的过冲、衰落的幅度。

在观察某些数字信号的时候，我们会很关注信号的时序，我们可以使用八通道示波器来帮助我们观察单个信号的建立时间和保持时间，或者测试不同信号在经过电路网络之后出现的偏移和时延。又或者是观察在嵌入式电路中的电源轨，通过特定的触发来分析不同节点的上电、掉电时序要求。

使用八通道进行上电时序分析

 

眼图测试

数字信号的眼图中包含了丰富的信息，可以体现数字信号的整体特征，能够很好地评估数字信号的质量，因而眼图的分析是数字系统信号完整性分析的关键之一。特别是对于有着某种规范要求的接口，如USB、Ethernet、PCIe、HDMI等，可以通过眼图测试配合模板来测试接口是否符合一致性规范。

眼图（Eye Diagram）是用余晖方式累积叠加显示采集到的串行信号的比特位的结果，叠加后的图形形状看起来和眼睛很像，故名眼图。眼图是一系列数字……