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低压差分测试方法
  • 发布日期:2024-07-09      浏览次数:56
    • 一、概述

             在高速点对点数据传输中,低压差分信号(LowVoltage Differential Signaling,LVDS)技术具有可以对发射极耦合逻辑和各种高速I/O接口提供低功耗、低电压的特点。LVDS正是在这种背景下发展起来的驱动高速数据传输技术,现在广泛地应用在电信通信、数据通信和显示设备上的点对点通信中。高速数据通信可分为系统间的通信和系统内的通信,LVDS技术主要应用在系统内的数据通信,这是由于系统间的通信一般需要标准的通信协议,例如IEEE 1394、吉比特以太网等。如果在系统内使用这些协议,则在硬件和软件上的开销太大,所以简单、廉价的LVDS技术成为系统内数据通信的主要技术。LVDS技术主要应用在电路板内部、电路板与电路板之间,甚至机架与机架之间的数据通信,其传输介质为铜芯线或印制电路板连线。

      眼图分析.png


      二、信号测试步骤

      1、使用差分探头连接示波器至LVDS传输线对。

      2、设置信号发生器来模拟LVDS信号源,产生特定测试模式的信号,例如伪随机二进制序列(PRBS)。

      3、连接LVDS发射器(信号源)到接收端(通常是某种接收芯片或模块)。

      4、开始信号传输,并使用示波器或类似设备捕获信号。


      三、测试项

      1、眼图测试:测试信号的眼图,用于评估信号质量。眼图应该清晰且眼睛的开口宽阔。

      2、抖动测试:测量信号的时序稳定性,包括随机抖动和确定性抖动。

      3、幅度测试:测试差分信号电压的峰峰值,确保它们在LVDS标准范围内。

      4、误码率测试(BER Testing):长时间测试以确定数据传输错误的频率,误码率应非常低。

      5、传输延时:测量信号从发送端到接收端的延时,验证是否符合系统要求。

      6、共模/差模测试:评估信号的共模电压水平和是否保持良好的差分信号特性。


      四、测试设备选型

      (1)示波器:一般建议选择比被测信号频率高至少3倍的带宽大小,如果要测试USB信号,USB2.0信号的频率是200MHz差分信号,建议选择带宽4GHz以上的示波器;如果要测试MIPI信号,DPHY MIPI最高频率高达750MHz,也建议选择4GHz以上的示波器;如果只是测量SPI,I2C,CAN,LIN,UART等总线,常见的500MHz带宽足够用了。根据HDMI2.0 CTS规范要求至少选择带宽18GHz的示波器,而在HDMI2.1规范中推荐示波器带宽是23GHz或者以上。

      (2)低压差分探头:探头带宽尽量比示波器高或者接近。

      (3)任意波形发生器:在信号完整性测试中,为了验证通道的性能,我们通常需要任意波形发生器发送PRBS码型来观察输出的信号质量,特别是对于眼图测试、误码率和抖动容限测试。


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