一、概述
在高速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸中,低壓差分信號(hào)(LowVoltage Differential Signaling,LVDS)技術(shù)具有可以對(duì)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(diǎn)。LVDS正是在這種背景下發(fā)展起來(lái)的驅(qū)動(dòng)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(jiǎn)單、廉價(jià)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(hào)測(cè)試步驟
1、使用差分探頭連接示波器至LVDS傳輸線對(duì)。
2、設(shè)置信號(hào)發(fā)生器來(lái)模擬LVDS信號(hào)源,產(chǎn)生特定測(cè)試模式的信號(hào),例如偽隨機(jī)二進(jìn)制序列(PRBS)。
3、連接LVDS發(fā)射器(信號(hào)源)到接收端(通常是某種接收芯片或模塊)。
4、開始信號(hào)傳輸,并使用示波器或類似設(shè)備捕獲信號(hào)。
三、測(cè)試項(xiàng)
1、眼圖測(cè)試:測(cè)試信號(hào)的眼圖,用于評(píng)估信號(hào)質(zhì)量。眼圖應(yīng)該清晰且眼睛的開口寬闊。
2、抖動(dòng)測(cè)試:測(cè)量信號(hào)的時(shí)序穩(wěn)定性,包括隨機(jī)抖動(dòng)和確定性抖動(dòng)。
3、幅度測(cè)試:測(cè)試差分信號(hào)電壓的峰峰值,確保它們?cè)贚VDS標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
4、誤碼率測(cè)試(BER Testing):長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試以確定數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤的頻率,誤碼率應(yīng)非常低。
5、傳輸延時(shí):測(cè)量信號(hào)從發(fā)送端到接收端的延時(shí),驗(yàn)證是否符合系統(tǒng)要求。
6、共模/差模測(cè)試:評(píng)估信號(hào)的共模電壓水平和是否保持良好的差分信號(hào)特性。
四、測(cè)試設(shè)備選型
(1)示波器:一般建議選擇比被測(cè)信號(hào)頻率高至少3倍的帶寬大小,如果要測(cè)試USB信號(hào),USB2.0信號(hào)的頻率是200MHz差分信號(hào),建議選擇帶寬4GHz以上的示波器;如果要測(cè)試MIPI信號(hào),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(cè)量SPI,I2C,CAN,LIN,UART等總線,常見(jiàn)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(hào)完整性測(cè)試中,為了驗(yàn)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(lái)觀察輸出的信號(hào)質(zhì)量,特別是對(duì)于眼圖測(cè)試、誤碼率和抖動(dòng)容限測(cè)試。