低压差分测试方法

一、概述

       在高速点对点数据传输中，低压差分信号（LowVoltage Differential Signaling，LVDS）技术具有可以对发射极耦合逻辑和各种高速I/O接口提供低功耗、低电压的特点。LVDS正是在这种背景下发展起来的驱动高速数据传输技术，现在广泛地应用在电信通信、数据通信和显示设备上的点对点通信中。高速数据通信可分为系统间的通信和系统内的通信，LVDS技术主要应用在系统内的数据通信，这是由于系统间的通信一般需要标准的通信协议，例如IEEE 1394、吉比特以太网等。如果在系统内使用这些协议，则在硬件和软件上的开销太大，所以简单、廉价的LVDS技术成为系统内数据通信的主要技术。LVDS技术主要应用在电路板内部、电路板与电路板之间，甚至机架与机架之间的数据通信，其传输介质为铜芯线或印制电路板连线。

二、信号测试步骤

1、使用差分探头连接示波器至LVDS传输线对。

2、设置信号发生器来模拟LVDS信号源，产生特定测试模式的信号，例如伪随机二进制序列（PRBS）。

3、连接LVDS发射器（信号源）到接收端（通常是某种接收芯片或?？椋?。

4、开始信号传输，并使用示波器或类似设备捕获信号。

三、测试项

1、眼图测试：测试信号的眼图，用于评估信号质量。眼图应该清晰且眼睛的开口宽阔。

2、抖动测试：测量信号的时序稳定性，包括随机抖动和确定性抖动。

3、幅度测试：测试差分信号电压的峰峰值，确保它们在LVDS标准范围内。

4、误码率测试（BER Testing）：长时间测试以确定数据传输错误的频率，误码率应非常低。

5、传输延时：测量信号从发送端到接收端的延时，验证是否符合系统要求。

6、共模/差模测试：评估信号的共模电压水平和是否保持良好的差分信号特性。

四、测试设备选型

（1）示波器：一般建议选择比被测信号频率高至少3倍的带宽大小，如果要测试USB信号，USB2.0信号的频率是200MHz差分信号，建议选择带宽4GHz以上的示波器；如果要测试MIPI信号，DPHY MIPI最高频率高达750MHz，也建议选择4GHz以上的示波器；如果只是测量SPI，I2C，CAN，LIN，UART等总线，常见的500MHz带宽足够用了。根据HDMI2.0 CTS规范要求至少选择带宽18GHz的示波器，而在HDMI2.1规范中推荐示波器带宽是23GHz或者以上。

（2）低压差分探头：探头带宽尽量比示波器高或者接近。

（3）任意波形发生器：在信号完整性测试中，为了验证通道的性能，我们通常需要任意波形发生器发送PRBS码型来观察输出的信号质量，特别是对于眼图测试、误码率和抖动容限测试。