差分信號質量測試

 簡述

所謂差分信號，就是驅動端發送兩個等值、反相的信號，接收端通過比較這兩個電壓的差值來判斷邏輯狀態“ 0”還是“ 1”。而承載差分信號的那一對走線就稱為差分走線。差分信號和普通的單端信號走線相比，最明顯的優勢體現在以下三個方面：

1. 抗干擾能力強，因為兩根差分走線之間的耦合很好，當外界存在噪聲干擾時，幾乎是被耦合到兩條線上，而接收端關心的只是兩信號的差值，外界的共模噪聲可以被完全抵消；

2. 能有效抑制 EMI ，同樣的道理，由于兩根信號的極性他們對外輻射的電磁場可以相互抵消，耦合的越緊密，泄放到外界的電磁能量越少；

3. 時序定位**，由于差分信號的開關變化是位于兩個信號的交點，而不像普通單端信號依靠高低兩個閾值電壓判斷，受工藝，溫度的影響小，能降低時序上的誤差，也更適合于低幅度信號的電路。目前流行的 LVDS 就是指這種小振幅差分信號技術， 其它電平比如 ECL/PECL/ LVPECL和 RS-422/485也都是差分輸入輸出。

 測試項目

1) 發射器電參數。測試電發射器的各項特性，包括差分幅度、上升和下降時間、波形過沖、輸出 /輸入偏置電壓（ LVDS ）；

2) 接收器電參數。測試最大輸入電壓和靈敏度；

3) 眼圖測試：上升、下降時間、周期、脈沖過沖及振蕩。

 測試方法

1) 差分信號的模擬帶寬取決于信號的邊沿時間，不等于信號的比特速率，一般都比信號的比特速率高的多， 比如 622Mbps的信號的帶寬可能高達 1GHz 。選擇示波器時需要注意信號的帶寬要求。在進行眼圖測試的時候，要求示波器有相應的眼圖模板；

2) 應該盡量采用差分探頭， 如TEK 公司的 P6247等。如果沒有差分探頭， 可以考慮使用兩個單端探頭，如 TEK 公司的 P6245等；

3) 對于差分信號，可以采用眼圖測試的方式來觀察信號的質量，眼圖張開的寬度決定了接收波形可以不受串擾影響而抽樣再生的時間間隔。顯然，**抽樣時刻應選在眼睛張開最大的時刻。眼圖斜邊的斜率，表示系統對定時抖動（或誤差）的靈敏度，斜邊越陡，系統對定時抖動越敏感。眼圖左（右）角陰影部分的水平寬度表示信號零點的變化范圍，稱為零點失真量，在許多接收設備中，定時信息是由信號零點位置來提取的，對于這種設備零點失真量很重要。在抽樣時刻，陰影區的垂直寬度表示最大信號失真量。在抽樣時刻上、下兩陰影區間隔的一半是最小噪聲容限，噪聲瞬時值超過它就有可能發生錯誤判決；圖中水平方向上虛線位置對應的電壓為判決門限電平。