028-87409729
: 9:00-18:00
17348136089
: 7*24h
高速采集是利用先进的硬件设备,以极高的速率从各种传感器或信号源中捕获数据的先进技术。它不仅要求采集速度快,更要求数据的准确性和完整性。而高速信号,则是高速采集过程中不可或缺的关键因素,高速信号的特性对于数据的传输和处理至关重要。信号的频率、上升沿时间、波形特征等,都直接影响着采集系统的性能和数据的准确性。因此,深入理解高速信号的特性,掌握其传输和处理的技术,对于提升高速采集系统的整体性能具有重要意义。
高频率
一般来说,我们将频率大于50MHz的信号,特别是时钟信号频率达到或超过这一阈值的信号视为高速信号。随着技术的不断发展,高速信号的频率范围也在不断扩展,如今,数百MHz乃至GHz级别的信号早已屡见不鲜。迈硕的采集产品,即可达到10G采样率,可以满足绝大多数高速信号采集需要。
短上升沿时间
高速信号的上升沿时间极短,这意味着信号从低电平跃迁到高电平(或反之)的过程非常迅速。当上升沿时间小于一定阈值(如50ps)时,信号的变化速度极快,这种信号也被称为快沿信号,属于高速信号的范畴。
传输特性复杂
由于高速信号的频率高、变化速度快,它们在传输过程中容易受到各种干扰和损耗,如电磁干扰、串扰、反射等。这些干扰和损耗可能导致信号的畸变和失真,从而影响数据的完整性和准确性。因此,在高速信号的传输过程中,需要特别关注信号完整性问题。
信号完整性测试及其方法
高速信号完整性测试是指对高速信号在传输过程中受到的干扰、衰减、反射、串扰等因素导致的信号质量变化进行测试和分析的过程。其目的是确保信号在传输过程中不失真,从而满足接收机的电平要求,保证系统的性能和稳定性。在本文中,我们主要针对几种最为常见的测试方法进行讨论。
波形测试是通过观察采集设备测试的波形的幅度、边沿、过冲、衰落等参数,来判断信号经过发送链路后是否仍然满足接收机的电平要求。它是信号完整性测试中最简单也是最常用的手段之一。
在波形测试中,采集设备是核心仪器,需要选择具有足够带宽和采样率的采集设备,根据待测信号的特征,设置采集设备的测试参数,如时间基准、触发条件、采样率等。捕捉待测信号波形的过程中,需要注意采集设备的带宽和采样率是否满足要求,以及测试点的选择是否合理。随后通过观察采集设备显示的波形,分析信号的幅度、边沿、过冲、衰落等参数,就可以判断信号质量是否满足要求。
格外需要关注的是,测试中采集设备的带宽应该满足测试信号带宽的3倍以上,以确保能够准确捕捉信号的波形特征。同时测试点应该选择在接收器件的附近,以减少信号在传输过程中的衰减和干扰。
眼图测试即在采集设备的横轴上把一串串比特周期叠加,形成眼样波形。眼图实际上就是数字信号的一系列不同二进制码,按一定的规律在采集设备屏幕上累积后的显示,由于采集设备具有余辉功能,只要将捕获的所有波形按每三个比特分别地叠加累积,就形成了眼图。
眼图测试首先按照捕获信号的基本原则(过采样、最小化量化误差、捕获足够长的时间)实现对信号的高保真捕获。然后对捕捉到的信号进行无限持续叠加,最后测量眼图的相关参数,如眼高、眼宽、眼幅度、眼交叉比、“1”电平、“0”电平、消光比、Q因子、平均功率等。
眼图测试可以直观地表明码间串扰和噪声的影响,通过眼图可以观察到信号在传输过程中的失真、串扰等问题,从而指导系统调试和改进。因此,眼图测试在高速信号完整性测试中扮演着至关重要的角色
抖动是信号时序的微小随机或确定性变化,这种变化可能由系统噪声、信号干扰、时钟源不稳定等因素引起。在高速数据传输中,抖动可能导致数据错误,影响整个系统的性能和可靠性。
常见的抖动测试有采集设备测试和频域测试两种。采集设备用于捕捉和显示信号波形,通过高精度的时间测量,可以准确地识别出信号中的抖动成分。且采集设备通常配备有高级抖动分析工具,可以自动计算总抖动、随机抖动和确定性抖动,并分别分析它们的来源和影响。
而频域分析则是利用快速傅里叶变换(FFT),采集设备可以将时域信号转换为频域信号,分析抖动的频率成分,以识别抖动的具体类型和来源。
通过抖动分析,我们可以评估系统的时序性能,确保信号在传输过程中不会发生误码。同时,抖动分析可以帮助工程师识别系统中的问题,如电源噪声、链路损耗等,从而指导系统调试和改进。
高速信号作为高速采集的关键组成部分,其完整性和质量直接关系到整个系统的性能和稳定性。通过波形测试、眼图测试和抖动测试等一系列高速信号完整性测试方法,我们可以深入洞察信号在传输过程中的行为特性,及时捕捉并解决潜在的采集问题问题。
在未来,我们期待看到更多创新的高速信号完整性测试方法和工具的出现,以应对更加复杂和高速的信号传输环境。同时,迈硕也将继续提升技术能力和专业水平,为客户提供更加优质的高速采集解决方案,创造价值。