教学仪器高速实验室需要哪些测试

时间：2022-09-17 13:46:02 点击次数：656

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本文转载自高速设计漫谈，作者 Taylor

高速信号测试一直是高速设计中必不可少的一个环节，测试既可以对设计效果进行检验，也可以对仿真结果进行验证。

随着高速信号设计难度的不断提升，有条件的公司会投入资金建立高速实验室进行信号完整性方面的研究。下面我们就来聊一聊高速实验室究竟需要哪些仪器配置。

下图所示为一个高速串行的互连结构示意图，由TX端,通道,RX断这三部分组成。接下来我们将这三部拆开，看看每一部分的测试指标要求到底需要哪些仪器。

对于TX端测试来说一般需要测试眼图、抖动，差共模回损等指标。

测试TX端的眼图，抖动这些时域指标则需要用到示波器，测试仪器包括实时示波器和采样示波器，测试环境搭建主要用测试治具或者探针与示波器相连。

1. 实时示波器

实时示波器是工程师手里的干活利器，不管是debug波形分析还是眼图抖动测试实时示波器都可以搞定。不过高带宽的实时示波器着实不便宜。高端实时示波器的价格也比较高端

2. 采样示波器

采样示波器相比实时示波器更具有性价比，眼图和抖动也都可以测试。模块化的采样示波器插入不同的模块也可以实现不同的测试功能，比如TDR测试、光眼图测试等等。但是采样示波器对实时波形测试则无能为力，包括需要发送特定的码型锁定后才能使用一些数据的后处理功能。

所以示波器的选择还需要看具体测试的接口需求来综合考量。

对于TX的差共模回损测试则需要用到网络分析仪进行S参数测试。测试时需要将芯片置于端接状态，通过测试治具以及cable线连接到网络分析仪。

对于某些接口的一致性测试来说，在测试当前通道的眼图或者抖动同时还需要保证对向的通道上传输信号来模拟串扰的影响。这时就需要一个任意信号源发生器AWG，以及用于检验校准的示波器。

RX端主要是进行压力测试，包括垂直方向上的噪声压力和水平方向上的抖动压力。如下图所示，测试时需要将RX端芯片置于回环模式，将接收到的信号进行判决后再给TX发送出来检查是误码率是否满足要求。RX端接收的信号已经包含了人为制造的噪声和抖动压力影响。

由于需要对RX端进行误差检查，所以需要一个误码仪进行压力信号输出和误码检测。另外在对RX端测试前需要对误码仪压力信号进行校准以保证满足规范的压力信号要求，这时候也需要校准示波器。

RX端同TX端一样在测试时用需要对向通道用任意信号发生器AWG模拟串扰影响。进行差共模回损测试时也需要用到网络分析仪，测试环境搭建可以参考TX端测试。

对于通道的测试主要为无源测试，具体有S参数和阻抗测试。使用到的仪器包括网络分析仪以及TDR测试仪。

从上述的TX端,RX端以及通道测试中可以得出高速实验室测试仪器基本的配置有：

示波器：用于眼图，抖动测试校准以及波形分析，实时示波器和采样示波器按照测试需求选择。

网络分析仪：用于通道的S参数和TDR测试分析，包含TX和RX的差共模回损测试。

误码仪：用于RX的压力测试误码检测，需要带可调节的噪声和抖动注入功能。

任意波形发生器：作为信号源用于发送测试需要的特性码型。最好能够支持多通道的应用。

本文转载自"高速设计漫谈"，作者 Taylor

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