差分信號質(zhì)量測試

 簡(jiǎn)述

所謂差分信號，就是驅動(dòng)端發(fā)送兩個(gè)等值、反相的信號，接收端通過(guò)比較這兩個(gè)電壓的差值來(lái)判斷邏輯狀態(tài)“ 0”還是“ 1”。而承載差分信號的那一對走線(xiàn)就稱(chēng)為差分走線(xiàn)。差分信號和普通的單端信號走線(xiàn)相比，最明顯的優(yōu)勢體現在以下三個(gè)方面：

1. 抗干擾能力強，因為兩根差分走線(xiàn)之間的耦合很好，當外界存在噪聲干擾時(shí)，幾乎是被耦合到兩條線(xiàn)上，而接收端關(guān)心的只是兩信號的差值，外界的共模噪聲可以被完全抵消；

2. 能有效抑制 EMI ，同樣的道理，由于兩根信號的極性他們對外輻射的電磁場(chǎng)可以相互抵消，耦合的越緊密，泄放到外界的電磁能量越少；

3. 時(shí)序定位**，由于差分信號的開(kāi)關(guān)變化是位于兩個(gè)信號的交點(diǎn)，而不像普通單端信號依靠高低兩個(gè)閾值電壓判斷，受工藝，溫度的影響小，能降低時(shí)序上的誤差，也更適合于低幅度信號的電路。目前流行的 LVDS 就是指這種小振幅差分信號技術(shù)， 其它電平比如 ECL/PECL/ LVPECL和 RS-422/485也都是差分輸入輸出。

 測試項目

1) 發(fā)射器電參數。測試電發(fā)射器的各項特性，包括差分幅度、上升和下降時(shí)間、波形過(guò)沖、輸出 /輸入偏置電壓（ LVDS ）；

2) 接收器電參數。測試最大輸入電壓和靈敏度；

3) 眼圖測試：上升、下降時(shí)間、周期、脈沖過(guò)沖及振蕩。

 測試方法

1) 差分信號的模擬帶寬取決于信號的邊沿時(shí)間，不等于信號的比特速率，一般都比信號的比特速率高的多， 比如 622Mbps的信號的帶寬可能高達 1GHz 。選擇示波器時(shí)需要注意信號的帶寬要求。在進(jìn)行眼圖測試的時(shí)候，要求示波器有相應的眼圖模板；

2) 應該盡量采用差分探頭， 如TEK 公司的 P6247等。如果沒(méi)有差分探頭， 可以考慮使用兩個(gè)單端探頭，如 TEK 公司的 P6245等；

3) 對于差分信號，可以采用眼圖測試的方式來(lái)觀(guān)察信號的質(zhì)量，眼圖張開(kāi)的寬度決定了接收波形可以不受串擾影響而抽樣再生的時(shí)間間隔。顯然，**抽樣時(shí)刻應選在眼睛張開(kāi)最大的時(shí)刻。眼圖斜邊的斜率，表示系統對定時(shí)抖動(dòng)（或誤差）的靈敏度，斜邊越陡，系統對定時(shí)抖動(dòng)越敏感。眼圖左（右）角陰影部分的水平寬度表示信號零點(diǎn)的變化范圍，稱(chēng)為零點(diǎn)失真量，在許多接收設備中，定時(shí)信息是由信號零點(diǎn)位置來(lái)提取的，對于這種設備零點(diǎn)失真量很重要。在抽樣時(shí)刻，陰影區的垂直寬度表示最大信號失真量。在抽樣時(shí)刻上、下兩陰影區間隔的一半是最小噪聲容限，噪聲瞬時(shí)值超過(guò)它就有可能發(fā)生錯誤判決；圖中水平方向上虛線(xiàn)位置對應的電壓為判決門(mén)限電平。