1、1信號的量測參數和量測方法Lecturer :Victor ZhangOrg：New PCEBGTCTF：EIVDate : 2013/11/212課程大綱信號和信號完整性信號的分類信號的參數定義信號的量測3信號什麼是信號？ 信號是運載消息的工具，是消息的載體。從廣義上講，它包含光信號、聲信號和電信號等。 例如，古代人利用點燃烽火臺而產生的滾滾狼煙，向遠方軍隊傳遞敵人入侵的消息，這屬於光信號；當我們說話時，聲波傳遞到他人的耳朵，使他人瞭解我們的意圖，這屬於聲信號；遨遊太空的各種無線電波、四通八達的電話網中的電流等，都可以用來向遠方表達各種消息，這屬於電信號。EIV量測的信號是電信號。4信號的分

2、類按照不同的分類方法，信號可以進行不同的分類。1.按照信號的職能，可以分為： 時鐘信號，地址信號，控制信號，數據信號2.按照信號的形狀，可以分為： 方波信號，三角波信號，鋸齒波信號，正弦波信號3.按照信號的特徵，可以分為： 差分信號，單端信號4.按照信號的速度，可以分為： 高速信號，低速信號5差分信號與單端信號差分信號：使用兩個導體的一種電子信號發生方式，一個導體上的信號與另一個導體上的信號大小相等，極性相反。單端信號：使用一個信號導體和一個公共地導體的一種電子信號發生方法，通常公共地導體上沒有信號，信號導體傳輸相對地導體的信號。差分和單端信號的比較：單端輸入,輸出信號均以共同的地線為基準.這

3、種輸入方法主要應用于輸入信號電壓較高(高于1 V),信號源到模擬輸入硬件的導線較短(低于15 英尺),且所有的輸入信號共用一個基準地線.如果信號達不到這些標準,此時應該用差分輸入.對于差分輸入,每一個輸入信號都有自有的基準地線;由于共模噪聲可以被導線所消除,從而減小了噪聲誤差. 單端輸入時, 是判斷信號與 GND 的電壓差. 差分輸入時, 是判斷兩個信號線的電壓差. 信號受干擾時, 差分的兩線會同時受影響, 但電壓差變化不大. (抗干擾性較佳) 而單端輸入的一線變化時, GND 不變, 所以電壓差變化較大. (抗干擾性較差) 6差分信號與單端信號 差分信號與傳統的一根信號線一根地線（即單端信號

4、）走線的做法相比，其優缺點分別是：優點：1. 抗干擾能力強。干擾噪聲一般會等值、同時的被加載到兩根信號線上，而其差值為0，即，噪聲對信號的邏輯意義不產生影響。 2. 能有效抑制電磁干擾(EMI)。由于兩根線靠得很近且信號幅值相等，這兩根線與地線之間的耦合電磁場的幅值也相等，同時他們的信號極性相反，其電磁場將相互抵消。因此對外界的電磁干擾也小。 3. 時序定位準確。差分信號的接受端是兩根線上的信號幅值之差發生正負跳變的點，作為判斷邏輯0/1跳變的點的。而普通單端信號以閥值電壓作為信號邏輯0/1的跳變點，受閥值電壓與信號幅值電壓之比的影響較大，不適合低幅度的信號。 缺點：.若電路板的面積非常緊張，

5、單端信號可以只有一根信號線，地線走地平面，而差分信號一定要走兩根等長、等寬、緊密靠近、且在同一層面的線。這樣的情況常常發生在芯片的管腳間距很小，以至于只能穿過一根走線的情況下。 7差分信號8單端信號9信號完整性什麼是信號完整性？ 信號完整性（Signal Integrity）：就是指電路系統中信號的品質，如果在要求的時間內，信號能不失真地從源端傳送到接收端，我們就稱該信號是完整的。問題： 什麼才能說信號沒有失真？10信號的參數電壓：最大電壓：Max Voltage最小電壓：Min Voltage高電壓：High Voltage（VH）低電壓：Low Voltage(VL)上沖電壓：Oversh

6、oot下衝電壓：Undershoot回響電壓：Ring Back Voltage RRB(Rise Ring Back) FRB(Fall Ring Back) 時域：頻率：Frequency周期：Period正信號脈寬：Positive Width負信號脈寬：Negative Width上升時間：Rise Time下降時間：Fall Time建立時間：Setup Time保持時間：Hold Time抖動：Jitter Foxconn ConfidentialPeriod它是用來測量波形的周期的。PeriodFoxconn ConfidentialFrequency它是Period的倒數，用來

7、測量頻率。FrequencyFoxconn ConfidentialPositive Width這個參數測試的是一個正脈沖的中間參考振幅點之間的一段時間。Positive WidthFoxconn ConfidentialNegative Width這個參數測試的是一個負脈沖的中間參考振幅點之間的一段時間。Negative WidthFoxconn ConfidentialRise Time它量測的是從Low Reference 到High Reference的時間。Rise TimeFoxconn ConfidentialFall Time它量測的是從High Reference 到Low

8、Reference的時間。Fall TimeFoxconn ConfidentialPositive Duty Cycle它是Positive Width與Period的比值。Positive Duty Cycle=(Positive Width)/ Period+Duty CycleFoxconn ConfidentialNegative Duty Cycle它是Negative Width與Period的比值。Negative Duty Cycle=(Negative Width)/ Period-Duty CycleFoxconn ConfidentialDelay這個參數測試的是兩個不

9、同波形的中間參考振幅點之間的延遲時間。它主要用來測試Setup time和 Hold timeDelayFoxconn ConfidentialSetup/Hold TimeFoxconn ConfidentialJitterJitter 抖動：邊沿距理想位置的偏差Jitter 的分類 Cycle-Cycle Jitter Period Jitter Long-Term Jitter Crossover Voltage Cycle-Cycle Jitter 用來衡量信號在相鄰周期之間的周期變化Foxconn ConfidentialFoxconn ConfidentialCycle-Cycle

10、 JitterCycle-Cycle Jitter計算推導公式如下：t1=T2-T1t2=T3-T2.tn=T（n+1)-TnCycle-Cycle Jitter= (t1,t2, ,tn) maxFoxconn ConfidentialCrossover VoltageCrossover Voltage就是一個差分信號的正負兩個單端點之間波形交叉點電壓與理想交叉點電壓之間的偏差。取值的時候取的是總累積的MINMAX值25信號的量測每個信號都要選擇使用合適的設備，包括示波器，探棒，測試治具來進行量測。1.電壓量程： 測試設備，即探棒，測試治具等的電壓量程必須要大於信號的最大電壓。2.帶寬量程：

11、 必須選用合適帶寬的示波器和探棒來對信號進行量測。 Period: 在Measurement菜單里的Time欄選擇“Period”。設置觸發為上升沿觸發，調節觸發電壓為0V.設置適當的時間電壓幅度和采樣率使得波形出現在屏幕適當位置。然后捕捉波形如下：Period Duty Cycle(Freq):在Measurement菜單里的Time欄選擇+Duty Cycle或Freq，設置觸發為上升沿觸發，調節觸發電壓為0V，設置適當的時間電壓幅度和采樣率。捕捉波形如下：Duty Cycle High Time（Low Time）: 同樣在Measurement菜單里的Time欄中選擇Pos Width

12、（Neg Width），設置觸發為上升沿或下降沿觸發，調節適當的觸發電壓。設置適當的時間電壓幅度和采樣率使得波形出現在屏幕適當位置。然后捕捉波形如下：Positive Width/HT OV(UN) :在 Measuerment 菜單里的 Ampl 欄選擇OV(UN)，設置觸發為上升沿（下降沿）觸發，調節觸發電壓到相應位置，設置適當的時間電壓幅度和采樣率。捕捉波形，使用cursor得到OV（UN）數據：Overshoot Rise Time(Fall Time):在Measurement菜單里的Time欄中選擇Rise Time(Fall Time)。設置觸發為上升沿(下降沿)觸發，調節觸發電壓偏上(偏下)，設置適當的時間電壓幅度和采樣率捕捉波形如下：Rise Time Jitter：打開Jitter測試軟件，在 “Measurement”中選擇測試信號種類，在“Select Meas”中設置測試通道和測試項目,在“Clock Edge”欄設置觸發方式。然后點擊“GO TO Result”運行軟件捕捉測試信號。（CPU信號捕捉數據100000次以上取波形,