帶有預加重和均衡的高速信號測量

一、高速信號調試面臨的挑戰(zhàn)

在速率達到Gbps高速設計中，最常見的問題通常會是眼圖不好、抖動過大等等。如圖1所示，接收端芯片管腳處眼圖很差，抖動成分很復雜。對于這樣的問題，如果我們使用力科示波器配有的獨特的抖動分解功能對抖動進行分解分析可以清楚的看到主要的抖動來自于330khz頻點和125MHZ的諧波（如250MHZ、560MHZ左右）的頻點，根據(jù)這些頻點，我們可以更快捷更容易的發(fā)現(xiàn)此系統(tǒng)的問題主要可能是因為電源部分和125MZH時鐘電路設計得不夠完善，這樣我們就可以有針對性的去改善這些電路。

當信號速率進一步提升后，僅改善設計電路可能并不能夠完全改善信號眼圖，此時發(fā)送端芯片一般會具備預加重調節(jié)功能，但是需要設計工程師去調節(jié)預加重為最優(yōu)值以確保接收端信號眼圖最優(yōu)化。如圖2所示，未加預加重/去加重時候，發(fā)送端眼圖很好，但是接收端眼圖很差；增加預加重后，接收端眼圖得到有效的改善。由于芯片廠商一般會提供多種預加重的程度和幅度的調節(jié)，所以工程師們通常需要設法選擇最優(yōu)的，一般方法都是通過測試接收端的信號，每調節(jié)一次預加重，測試一次接收端信號眼圖，需要經(jīng)過很多次測試對比才能找到最優(yōu)值，通常效率會比較低。

當信號速率更高時，通常達到5Gbps以上時，僅靠調試電路、調節(jié)發(fā)送端芯片預加重都難以改善接收端信號的眼圖，如圖3所示，發(fā)送端確實已經(jīng)增加了預加重，但是接收端眼圖仍舊閉合了，對于閉合的眼圖就無法對其進行分析，而奇怪的是即使眼圖如此糟糕，但是系統(tǒng)卻仍舊工作良好，那么這是為什么呢——因為芯片接收端采用了均衡技術，雖然在接收端管腳處測得的眼圖已經(jīng)趨于閉合，但是均衡后的眼圖通常會得到很好的改善。如圖3右側下方均衡后的眼圖已經(jīng)很好了，但是從圖中可看出均衡后的點是在芯片內部，示波器可能不能夠直接測試到均衡后的信號，而我們真正需要分析的其實是均衡后的眼圖。那么大家應該會問，這樣的話示波器在接收端已經(jīng)測不到均衡后的信號，那么示波器還有什么用呢，在接收端芯片管腳處測試分析信號還有意義嗎？力科眼圖醫(yī)生EyedoctorII軟件可以為您解決這些問題。

圖3 帶有預加重和均衡的高速信號測試