一、概述
在高速點對點數據傳輸中,低壓差分信號(LowVoltage Differential Signaling,LVDS)技術具有可以對發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展起來的驅動高速數據傳輸技術,現在廣泛地應用在電信通信、數據通信和顯示設備上的點對點通信中。高速數據通信可分為系統間的通信和系統內的通信,LVDS技術主要應用在系統內的數據通信,這是由于系統間的通信一般需要標準的通信協議,例如IEEE 1394、吉比特以太網等。如果在系統內使用這些協議,則在硬件和軟件上的開銷太大,所以簡單、廉價的LVDS技術成為系統內數據通信的主要技術。LVDS技術主要應用在電路板內部、電路板與電路板之間,甚至機架與機架之間的數據通信,其傳輸介質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、設置信號發生器來模擬LVDS信號源,產生特定測試模式的信號,例如偽隨機二進制序列(PRBS)。
3、連接LVDS發射器(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,用于評估信號質量。眼圖應該清晰且眼睛的開口寬闊。
2、抖動測試:測量信號的時序穩定性,包括隨機抖動和確定性抖動。
3、幅度測試:測試差分信號電壓的峰峰值,確保它們在LVDS標準范圍內。
4、誤碼率測試(BER Testing):長時間測試以確定數據傳輸錯誤的頻率,誤碼率應非常低。
5、傳輸延時:測量信號從發送端到接收端的延時,驗證是否符合系統要求。
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HDMI2.0 CTS規范要求至少選擇帶寬18GHz的示波器,而在HDMI2.1規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生器發送PRBS碼型來觀察輸出的信號質量,特別是對于眼圖測試、誤碼率和抖動容限測試。