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Agilent 低压差分信号传输系统测试方案

Agilent 低压差分信号传输系统测试方案

点击数:7263 次   录入时间:03-04 12:03:42   整理:http://www.55dianzi.com   数字通信

    在较低数据速率时,驱动器和接收机一般时导致信号完整性问题的主要因素。以往人们通常把印刷电路板、连接器、电缆和过孔当成是简单的部件,稍加考虑或者无需考虑其他因素就可以很容易地把它们组成一个系统。现在,从逻辑电平0 到逻辑电平1 的数据上升时间已不到100 ps,当这么高速的信号在传输线路上传输时会形成微波传输线效应,这些传输线效应对于信号的影响会更加复杂。很多系统内的物理层有许多线性无源元件,它们会因阻抗不连续而产生反射,或者对于不同频率成分有不同的衰减,因此作为互连的物理层特性检验正变得日益关键。

    一般用时域分析来描述这些物理层结构的特征,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。随着信号频率的提高,通常还必须在所有可能的工作模式下进行频域分析,以全面描述物理层结构的特征。S参数模型说明了这些数字电路所展示出的模拟特点,如不连续点反射、频率相关损耗、串扰和EMI等。

    传统PCB板的阻抗测试方法不能完全描述信号经过传输线路后的行为特点,因此对于这些高速传输线和连接器的分析也要把时域和频域结合起来,采用更高级的分析方法,其中一种很有效的工具就是物理层测试系统(PLTS)。

    物理层测试系统(PLTS)适合用于信号完整性分析。如下图所示,PLTS 软件引导用户完成硬件设置、校准和数据采集。时域反射计(TDR)和矢量网络分析仪(VNA)都可作为测量引擎,它们各自的校准向导将允许您采用先进的校准技术。它帮助您去除不需要的测试夹具效应,比如电缆损耗、连接器不连续性和印制电路板材料的介电损耗。用PLTS器件数据库通过许多有用方法观看器件的性能特性, 可用Novel眼图综合引擎完成熟悉的时域分析(TDR 和TDT)。对于高速数字标准,例如HDMI和串行ATA,由于高速数据的快上升时间沿会在背板通道内产生微波传输线效应,所以现在频域分析已处于主导地位,因此我们经常需要测试输入差分插入损耗(SDD21)。PLTS提供的虚拟位图发生器允许把用户定义的二进制序列或标准PRBS与测量数据相卷积而得到眼图。此外,PLTS 还使用专利变换算法得到频域和时域数据,正向和反向信号流,以及所有可能工作模式(单端、差分和模式转换)中的传输和反射项。

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    在PLTS中,使用基于TDR的测试系统和基于VNA的测试系统都可以提供比较完整的信息,那么应该选择哪个系统呢?

    许多信号完整性(SI)实验室都同时采用了这两种系统。这两种系统都有自己的优势,在某些要求得到最大限度的多功能性的场合,这两套系统都可以适当地加以使用。

    TDR测试系统:

    l 对于需要快速建立一阶模型、而且希望测试设备容易使用和熟悉的工程师来说,基于TDR的测试系统可能是最佳选择。

    矢量网络分析仪的测试系统:

    l 基于矢量网络分析仪(VNA)的测试系统大大提高了带宽、幅度和相位精度、相位稳定性、动态范围(信噪比)和先进的校准技术。

    l 在很多情况下高动态范围是非常重要的,使用大的动态范围就有可能把非常低的信号串扰测试出来,对于差分器件来说高的动态范围可以识别非常小的模式转换,如由于差分器件设计不对称造成差分信号转换成共模干扰。

    l 由于VNA可以直接进行线路或电缆的频域衰减曲线的测量,所以如果非常关注测量结果的精度和可重复性,或者希望直接测量频域参数,最好选择VNA。

    4/ 系统误码率测试,用于验证系统实际传输的误码率;

    误码率是评判传输系统性能的最终标准,新一代高速数字传输系统对于通道数目、信号传输速率和传输误码率提出了越来越高的要求。由于对于这种高速传

    输系统来说,往往是采用高速缓冲方式,不大可能采用请求重发的纠错措施。因此,我们必须保证系统误码率的指标要求,从数据抖动、眼图张开度、误码特性等测试方面入手,在信号电平体制、编码方式和协议以及保证传输线匹配方面多做文章,从而保证传输系统的正常工作。

    Agilent 的ParBERT 81250A 并行误码测试系统采用VXI模块化构架,为了满足用户不同的测试需求,以及增强系统配置扩展升级的灵活性,系统硬件划分为前端、数据模块、时钟模块、主机箱,系统控制计算机组成(如下图所示)。

    前端决定了数据端口的特性(码型发生器/误码分析器)能力,而数据模块作为小的机架,承载前端并最终实现其(码型发生器/误码分析器)功能。这样,数据模块就能够对数据码形(包括用户自定义数据文件,标准PRBS/PRWS)进行生成、排序和分析。所有数据模块需要至少一个时钟模块驱动,才可以产生/分析相应速率的数据,其作用是产生仪器的公用系统时钟或频率。

    最后所有这些前端及模块插入13槽VXI机箱,通过Firewire(高速串行连接标准总线)接口被外置(或嵌入式VXI控制计算机)系统控制器控制,人机界面都是通过ParBERT 81250A 功能强大的系统软件构成,系统支持在MS Windows NT4.0,Windows 2000或Windows XP操作系统下工作。

    5/ 总结

    以下是整个LVDS传输系统的测试平台构成。

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