USB测试信号完整性分析测试流程

传输线理论基础与特征阻抗

传输线理论实际是把电磁场转换为电路的分析来简化分析的手段，分布式元件的传输线 电路模型传输线由一段的RLGC元件组成。

为了更简便地分析传输线，引入特征阻抗的概念，由特征阻抗来进行信号传输的分析。 将传输线等效成分段电路模型后，可以用电路的理论来求解。

特征阻抗，或称特性阻抗，是衡量PCB上传输线的重要指标。PCB传输线的特征/ 特性阻抗不是直流电阻，它属于长线传输中的概念。

可以看到特征阻抗是一个在传输线的某个点上的瞬时入射电压与入射电流或者反射电 压与反射电流的比值。和传输阻抗的概念并不一致，传输阻抗是某个端口上总的电压和电流的 比值。只有在整个传输路径上阻抗完全匹配且没有反射存在的情况下，特征阻抗才等于传输阻 抗。 如何了解信号完整性分析？USB测试信号完整性分析测试流程

信号完整性（英语：Signal integrity, SI）是对于电子信号质量的一系列度量标准。在数字电路中，一串二进制的信号流是通过电压（或电流）的波形来表示。然而，自然界的信号实际上都是模拟的，而非数字的，所有的信号都受噪音、扭曲和损失影响。在短距离、低比特率的情况里，一个简单的导体可以忠实地传输信号。而长距离、高比特率的信号如果通过几种不同的导体，多种效应可以降低信号的可信度，这样系统或设备不能正常工作。信号完整性工程是分析和缓解上述负面效应的一项任务，在所有水平的电子封装和组装，例如集成电路的内部连接、集成电路封装、印制电路板等工艺过程中，都是一项十分重要的活动。信号完整性考虑的问题主要有振铃（ringing）、串扰（crosstalk）、接地反弹、扭曲(skew)、信号损失和电源供应中的噪音。USB测试信号完整性分析测试流程高速数字电路的信号完整性分析；

信号完整性分析三种测试方法

在信号完整性分析中，常用的测试方法包括以下三种：

1.时域测试：时域测试是通过观察信号在时间轴上的波形来分析信号完整性。时域测试可以帮助识别信号的上升时间、下降时间、瞬态响应等参数，从而评估信号是否存在失真。

2.频域测试：频域测试是通过对信号进行傅里叶变换，将信号从时域转换到频域，来分析信号的频率响应。通过分析信号的功率谱密度、带宽等参数，可以评估信号在传输路径中存在的滤波、截止频率等问题。

3.时钟测试：时钟测试是通过观察时钟信号在传输路径中的形状和时间差异来分析时钟信号的完整性。时钟测试可以帮助识别时钟信号的抖动、时钟漂移等问题，从而评估时钟信号是否存在失真。

要想得到零边沿时间的理想方波，理论上是需要无穷大频率的频率分量。如果比较高只考 虑到某个频率点处的频率分量，则来出的时域波形边沿时间会蜕化，会使得边沿时间增大。

如，一个频率为500MHz的理想方波，其5次谐波分量是2500M,如果把5次谐波以 内所有分量成时域信号，贝U其边沿时间大概是0.35/2500M=0.14ns,即140ps。

我们可以把数字信号假设为一个时间轴上无穷的梯形波的周期信号，它的傅里叶变换。

对应于每个频率点的正弦波的幅度，我们可以勾勒出频谱包络线. 信号完整性分析概述；

信号完整性的设计方法（步骤）

掌握信号完整性问题的相关知识；系统设计阶段采用规避信号完整性风险的设计方案，搭建稳健的系统框架；对目标电路板上的信号进行分类，识别潜在的SI风险，确定SI设计的总体原则；在原理图阶段，按照一定的方法对部分问题提前进行SI设计；PCB布线阶段使用仿真工具量化信号的各项性能指标，制定详细SI设计规则；PCB布线结束后使用仿真工具验证信号电源等网络的各项性能指标，并适当修改。

设计难点信号

质量的各项特征：幅度、噪声、边沿、延时等。SI设计的任务就是识别影响这些特征的因素。难点1：影响信号质量的因素非常多，这些因素有时相互依赖、相互影响、交叉在一起，抑制了某一因素可能会导致其他方面因素的恶化，所有需要对各因素反复权衡，做出系统化的综合考虑；难点2：有些影响信号传输的因素是可控的，而有些是不可控的。 常见的信号完整性测试常用的三种测试；USB测试信号完整性分析测试流程

信号完整性分析建模。USB测试信号完整性分析测试流程

眼图测试

眼图测试是常用的测试手段，特别是对于有规范要求的接口，比如 E1/T1、USB、10/100BASE-T，还有光接口等。这些标准接口信号的眼图测试，主要是用带 MASK(模板)的示波器，包括通用示波器，采样示波器或者信号分析仪，这些示波器内置的时钟提取功能，可以显示眼图，对于没有 MASK 的示波器，可以使用外接时钟进行触发。使用眼图测试功能，需要注意测试波形的数量，特别是对于判断接口眼图是否符合规范时，数量过少，波形的抖动比较小，也许有一下违规的情况，比如波形进入 MASK 的某部部分，就可能采集不到，出现误判为通过，数量太多，会导致整个测试时间过长，效率不高，通常情况下，测试波形数量不少于 2000，在 3000 左右为适宜。 USB测试信号完整性分析测试流程

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