低壓差分測試方法

一、概述

       在高速點對點數(shù)據(jù)傳輸中，低壓差分信號（LowVoltage Differential Signaling，LVDS）技術(shù)具有可以對發(fā)射極耦合邏輯和各種高速I/O接口提供低功耗、低電壓的特點。LVDS正是在這種背景下發(fā)展起來的驅(qū)動高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，現(xiàn)在廣泛地應(yīng)用在電信通信、數(shù)據(jù)通信和顯示設(shè)備上的點對點通信中。高速數(shù)據(jù)通信可分為系統(tǒng)間的通信和系統(tǒng)內(nèi)的通信，LVDS技術(shù)主要應(yīng)用在系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)通信，這是由于系統(tǒng)間的通信一般需要標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，例如IEEE 1394、吉比特以太網(wǎng)等。如果在系統(tǒng)內(nèi)使用這些協(xié)議，則在硬件和軟件上的開銷太大，所以簡單、廉價的LVDS技術(shù)成為系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)。LVDS技術(shù)主要應(yīng)用在電路板內(nèi)部、電路板與電路板之間，甚至機(jī)架與機(jī)架之間的數(shù)據(jù)通信，其傳輸介質(zhì)為銅芯線或印制電路板連線。

二、信號測試步驟

1、使用差分探頭連接示波器至LVDS傳輸線對。

2、設(shè)置信號發(fā)生器來模擬LVDS信號源，產(chǎn)生特定測試模式的信號，例如偽隨機(jī)二進(jìn)制序列（PRBS）。

3、連接LVDS發(fā)射器（信號源）到接收端（通常是某種接收芯片或模塊）。

4、開始信號傳輸，并使用示波器或類似設(shè)備捕獲信號。

三、測試項

1、眼圖測試：測試信號的眼圖，用于評估信號質(zhì)量。眼圖應(yīng)該清晰且眼睛的開口寬闊。

2、抖動測試：測量信號的時序穩(wěn)定性，包括隨機(jī)抖動和確定性抖動。

3、幅度測試：測試差分信號電壓的峰峰值，確保它們在LVDS標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

4、誤碼率測試（BER Testing）：長時間測試以確定數(shù)據(jù)傳輸錯誤的頻率，誤碼率應(yīng)非常低。

5、傳輸延時：測量信號從發(fā)送端到接收端的延時，驗證是否符合系統(tǒng)要求。

6、共模/差模測試：評估信號的共模電壓水平和是否保持良好的差分信號特性。

四、測試設(shè)備選型

（1）示波器：一般建議選擇比被測信號頻率高至少3倍的帶寬大小，如果要測試USB信號，USB2.0信號的頻率是200MHz差分信號，建議選擇帶寬4GHz以上的示波器；如果要測試MIPI信號，DPHY MIPI最高頻率高達(dá)750MHz，也建議選擇4GHz以上的示波器；如果只是測量SPI，I2C，CAN，LIN，UART等總線，常見的500MHz帶寬足夠用了。根據(jù)HDMI2.0 CTS規(guī)范要求至少選擇帶寬18GHz的示波器，而在HDMI2.1規(guī)范中推薦示波器帶寬是23GHz或者以上。

（2）低壓差分探頭：探頭帶寬盡量比示波器高或者接近。

（3）任意波形發(fā)生器：在信號完整性測試中，為了驗證通道的性能，我們通常需要任意波形發(fā)生器發(fā)送PRBS碼型來觀察輸出的信號質(zhì)量，特別是對于眼圖測試、誤碼率和抖動容限測試。