一、概述
在高速點對點數(shù)據(jù)傳輸中,低壓差分信號(LowVoltage Differential Signaling,LVDS)技術(shù)具有可以對發(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。LVDS正是在這種背景下發(fā)展起來的驅(qū)動高速數(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)備上的點對點通信中。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,所以簡單、廉價的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、信號測試步驟
1、使用差分探頭連接示波器至LVDS傳輸線對。
2、設(shè)置信號發(fā)生器來模擬LVDS信號源,產(chǎn)生特定測試模式的信號,例如偽隨機(jī)二進(jìn)制序列(PRBS)。
3、連接LVDS發(fā)射器(信號源)到接收端(通常是某種接收芯片或模塊)。
4、開始信號傳輸,并使用示波器或類似設(shè)備捕獲信號。
三、測試項
1、眼圖測試:測試信號的眼圖,用于評估信號質(zhì)量。眼圖應(yīng)該清晰且眼睛的開口寬闊。
2、抖動測試:測量信號的時序穩(wěn)定性,包括隨機(jī)抖動和確定性抖動。
3、幅度測試:測試差分信號電壓的峰峰值,確保它們在LVDS標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
4、誤碼率測試(BER Testing):長時間測試以確定數(shù)據(jù)傳輸錯誤的頻率,誤碼率應(yīng)非常低。
5、傳輸延時:測量信號從發(fā)送端到接收端的延時,驗證是否符合系統(tǒng)要求。
6、共模/差模測試:評估信號的共模電壓水平和是否保持良好的差分信號特性。
四、測試設(shè)備選型
(1)示波器:一般建議選擇比被測信號頻率高至少3倍的帶寬大小,如果要測試USB信號,USB2.0信號的頻率是200MHz差分信號,建議選擇帶寬4GHz以上的示波器;如果要測試MIPI信號,DPHY MIPI最高頻率高達(dá)750MHz,也建議選擇4GHz以上的示波器;如果只是測量SPI,I2C,CAN,LIN,UART等總線,常見的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:在信號完整性測試中,為了驗證通道的性能,我們通常需要任意波形發(fā)生器發(fā)送PRBS碼型來觀察輸出的信號質(zhì)量,特別是對于眼圖測試、誤碼率和抖動容限測試。