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2019年11月19日 | 高速背板测试
2019-11-19 来源：eefocus
信号完整性分析最典型的应用是高速背板的设计。高速背板的测试和分析需要从2个方面着手，其一是无源测试分析，其二是有源测试分析。
图1：典型的高速背板互连系统
图1是一个典型的高速背板互连系统，包括：发送器，传输通道和接收器。
物理层结构正日益成为高速数字系统性能的瓶颈。在较低的信号速率时，这些互连的电长度很短，驱动器和接收机一般是导致信号完整性问题的最主要因素。但随着时钟速率、总线速率及链路速率突破每秒千兆大关，物理层特性测试正变得日益关键。
时域分析一般用来描述这些物理层结构的特征，但通常情况下，设计人员在测试时往往只考虑器件工作在其被期望的工作模式上时的情况。为了获得一个完整的时域信息，必须要测试反射和传输(TDR和TDT)中的阶跃和脉冲相应。
为了全面描述物理层结构的特征，还必须进行频域分析。S参数模型说明了这些数字电路结构所展示出来的模拟特点包括：不连续点反射、频率相关损耗、串扰和EMI等性能。
为使设备性能符合标准，眼图增加了重要的统计分析功能。为利用全面特性检定技术改善仿真能力，可以采用基于测试结果的S参数或RLCG模型提取技术。
为了表征高速背板的实际信号传输性能，还需要进行背板的有源测试和分析。测试时在背板的输入端加载串行数据（分别加载理想的，带抖动的，带预加重的，可以调节信号速率），在背板的输出端用示波器测试串行数据经过背板传输后的结果，从而可以分析出背板对信号的影响，也可以测试出被测背板最高可以传输多高信号速率的串行数据。
随着在多种工作模式下进行数字和模拟综合分析（时域和频域）变得越来越重要，要完成这些测试功能，通常需要使用多种测试仪表，同时操作多种仪表正变得越来越困难。物理层测试系统PLTS是为了解决这种困难而设计的。它使用已获专利的变换算法，自动地在频域和时域里表示在所有可能的工作模式（单端、差分、共模和模式转换）下所得到的前向和后向、传输和反射的测试数据。强大的虚拟码型发生器功能可以把用户定义的二进制序列应用到被测的数据上，形成仿真的眼图。同时，可以提取高精度的RLCG模型，用来提高建模的仿真的精度。
当进行背板的有源测试时，需要一台能够产生不同速率串行数据的码型发生器或误码仪，除了速率可调外，要能够产生小抖动、快上升时间的理想码型，要能够产生带各种抖动成分的抖动码型，要能够产生带预加重的预加重码型等。J-BERT抖动误码仪就是这样一台可以满足各种要求的仪器。
图2：安捷伦物理层测试系统
图3：安捷伦N4903B抖动误码仪
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史海拾趣
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