信号质量测试之概述
逍遥萧楠
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2019.12.31
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信号质量测试是用来测试单板信号的各项指标的一种测试,适用于绝大多数数字信号和模拟信号的测试。

信号质量测试一般是对各个功能模块,包括电源、时钟、复位电路、CPU最小系统、外部接口(E1、网口、串口等等)、逻辑芯片(CPLD/FPGA)、专用电路等等进行测试,专用电路包括A/D采样、D/A转换、通讯、开入、开出、电源及滤波电路等。

现在的高速数字系统的时钟频率可能高达数百兆Hz,其快斜率瞬变和极高的工作频率,以及很大的电路密集度,必将使得系统表现出与低速设计截然不同的行为,出现了信号完整性问题。破坏了信号完整性将直接导致信号失真、定时错误,以及产生不正确数据、地址和控制信号,从而造成系统误工作甚至导致系统崩溃。因此,信号完整性问题已经越来越引起高速数字电路设计人员的关注。

如果电路中信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达IC,则该电路具有较好的信号完整性。反之,当信号不能正常响应时,就出现了信号完整性问题。SI(Signal Integrity)解决的是信号传输过程中的质量问题,尤其是在高速领域,数字信号的传输不能只考虑逻辑上的实现,物理实现中数字器件开关行为的模拟效果往往成为设计成败的关键。

信号质量问题主要有过冲、毛刺、回勾、信号边沿缓慢、振荡以及时序问题等,信号质量问题其实不止以上几种,以上只是常见的质量问题。我们实际的测试以及硬件设计过程,常常会有各种各样的信号问题,而且经常是几种组合出现,分析好以上几种信号质量异常情况,对后续测试异常重要。

同时测试过程也可以引入信号干扰,例如示波器探头即可产生对测试有影响的干扰,笔者将在后续文章中对几种主要信号故障和测试手段进行说明。

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