信号完整性测试是功能单元测试中非常重要的一部分，尤其是对于高速信号。完整性测试方法有很多种，包括频域和时域，还有一些综合性的方法，比如误码测试。无论哪种测试手段，都有一定的局限性，而且只针对一些特定的场景或应用。只有选择合适的测试方法，才能更好地评价产品特性。以下是一些常用的测试方法和仪器。(1)波形测试示波器用于波形测试，是信号完整性测试中最常用的评估方法。主要测试波形的幅度、边缘和毛刺。通过测试波形的参数，可以看出幅度和边沿时间是否符合器件接口级的要求，是否有信号毛刺。波形测试还应遵循一些要求，如选择合适的示波器、测试探头和制作测试附件，以获得准确的信号。图7.7显示了不同端接电阻下的DDR波形。
图7.7不同端接电阻下DDR的波形常见的示波器厂商有德科科技、泰克、瑞科、罗德与施瓦茨、丁洋等。(2)时序测试现在器件的工作速度越来越快，时序容差越来越小。由于时序问题导致产品不稳定的情况非常普遍，因此时序测试非常必要。信号的时序测试一般是测量建立时间和保持时间，有时也测试不同信号网络之间的偏移或测量不同供电网络的上电时序。测试顺序基本是示波器测试，通常至少需要两个通道的示波器和两个示波器探头(或同轴电缆)。图7.8是测量的保持时间：
图7.8保持时间测试(3)眼图测试眼图测试是一种常用的测试方法，尤其是对于有规范要求的接口，如USB、以太网、PCIE、HDMI、光接口等。测试眼图的设备主要是实时示波器或采样示波器。一般可以通过配合示波器中的眼图模板来判断设计是否符合具体总线的要求。图7.9是示波器测试的眼图：
图7.9示波器测试眼图4)抖动测试现在越来越受到重视。抖动测试常用示波器上的软件，比如德国科技示波器上的EZJIT。通过软件处理，分离出各种成分，如总抖动(TJ)、随机抖动(RJ)、固有抖动(DJ)以及固有抖动中的各种成分。对于这种测试，所选的示波器、长存储和高速采样是必要条件，如大于2M的存储和20GSa/s的采样率。但目前抖动测试的结果，各家公司的解决方案差异较大，没有一个权威的或者行业标准。图7.10是一德科技的分析软件测得的抖动：
图7.10抖动测试5)阻抗(TDR)测试阻抗测试主要针对PCB(印刷电路板)信号线、线缆、连接器以及各种器件的阻抗测试。无论是高速信号还是高频信号，都希望传输路径均匀变化，所以基本都要进行阻抗测试。一般来说，专用的取样示波器是用来测试阻抗的。但采样示波器测试阻抗时，容易被静电损坏，所以对使用环境要求较高。现在很多公司都用带阻抗测试功能的网络分析仪来测试阻抗。这样，可以在同一台测试仪器上测试时域阻抗和频域损耗。阻抗测试波形如图7.11所示。
图7.11阻抗测试6)频域测试这里所说的频域测试一般只包括损耗测试、串扰测试等等。损耗的种类一般指插入损耗和回波损耗。对于很多串行总线，会有一些具体的损耗要求。图7.12显示了USB3.0电缆的插入损耗要求：
图7.12 USB电缆的插入损耗要求对于PCB走线、连接器或电缆，网络分析仪可以用来测试它们的频域参数。图7.13是测试PCB插入损耗的结果：
图7.13插入损耗测试结果7)误码测试工程师在设计一个产品的时候，希望不会出现问题，希望产品在正常使用过程中能够持续使用，而不是时不时重启或者传输的信号是错误的。误码率测试是给定某个比特流，然后测试接收到的比特流的正确率。误码测试是一种系统测试，可以是硬件测试，也可以是软件测试。一般来说，对于有条件的公司，建议使用硬件测试，即使用专业的错误测试仪进行测试。图7.14显示了德科技术公司的错误码测试仪。
图7.14误码测试仪的信号完整性测试不仅是这些，还包括辐射频谱测试、频域阻抗测试、效率测试等一些测试。在实践中，如何选择上述测试方法，需要根据被测对象具体分析，不同情况需要不同的测试方法。比如有标准接口的话，可以用眼图测试，阻抗测试，误码测试。对于普通的硬件电路，可以采用波形测试和时序测试。设计中有高速信号线，也可以用TDR测试。对于时钟和高速串行信号，也可以进行抖动测试。另外，随着技术的发展，越来越多的仪器趋向于功能多样化。比如示波器，不仅可以测试信号波形质量、时序和眼图，还可以测试声谱图。网络分析仪不仅可以测量插入损耗、回波损耗、串扰等频域曲线，还可以测量时域阻抗。工程师在使用仪器时可以多研究测试对象和仪器。在尽可能节约成本的情况下，还要高效、优质地完成测试要求。
原标题：信号完整性测试
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审计彭静