信号完整性

信号完整性概念

信号完整性是指信号在传输路径上的质量。自然界的信号实际上都是模拟的，而非数字的，所有的信号都受噪音、扭曲和损失影响。在短距离、低比特率的情况里，一个简单的导体可以忠实地传输信号。而长距离、高比特率的信号如果通过几种不同的导体，多种效应可以降低信号的可信度，这样系统或设备不能正常工作。

随着系统和器件频率的不断攀升，信号完整性的问题也就愈发突出。元器件和PCB板的参数、元器件在PCB板上的布局、高速信号的布线等这些问题都会引起信号完整性问题，导致系统工作不稳定，甚至完全不能正常工作。

信号完整性问题原因和排查

为了最大限度地减少信号完整性问题，必须从数字和模拟两方面来调查信号损伤的来源。

常因为时序问题导致信号的数字畸变，比如总线冲突、建立/保持时间违规、亚稳态、无效输入、码间干扰。

逻辑分析仪是数字故障排除首选工具，尤其是对于复杂的系统的总线。逻辑分析仪能够进行多通道信号采集，然后连贯的显示逻辑信息，以查明问题。

信号产生模拟问题的常见原因有：幅度问题、上升沿畸变、反射、地弹、串扰、抖动。

数字逻辑层面的问题一旦被逻辑分析仪捕获，就可以使用示波器来隔离其模拟信号。示波器能显示波形的细节，边沿和噪声，也能检测并显示瞬变的故障。示波器具有强大的触发和分析功能，可以帮助工程师追踪模拟特征的异常、解决电路的故障。

利用集成测量工具识别信号完整性问题

当前的数字系统边沿和数据速率快，数字信号底层的模拟特点对系统行为的影响正越来越大，特别是系统的可靠性和可重复性。高效地调配试信号完整性问题要求同时考察模拟特点和数字特点。

混合信号示波器(MSO)将逻辑分析仪功能与示波器的功能结合到一起，同时提供模拟和数字测量能力，可以在一个画面上查看数字信号和模拟信号。泰克提供多样的通道和带宽选择，您可根据需要选择合适的混合信号示波器。

示波器探头是信号完整性分析测量的关键因素。从本质上讲，探头必须保证系统的全部带宽和阶跃响应性能。常常既需要模拟探头，也需要逻辑探头。泰克提供高带宽、低输入电容的无源探头，可将探头的负载影响降至最低。泰克逻辑探头包含多种连接选项，用于灵活数字调试。它们有助于准确捕获和显示信号，确保信号采集能够真实反映设计的性能。

进一步分析频域内的信号完整性问题

对于一些难以捕捉的事件，比如像时钟相位突变、颤噪效应、锁相环稳定时间这类频率变化事件，要求测试仪器有很好的频率分辨率。由于频谱分析仪比示波器提供了更好的频率分辨率，可以作为追踪、捕获这些事件的仪器。

而混合域示波器具备混合信号示波器的功能，同时内置频谱分析仪，可直接使用这种集成工具应对复杂的信号完整性测试挑战。

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