如何用示波器進(jìn)行高速串行總線信號(hào)的采集

●帶寬

●足夠的輸入通道

●采樣率

●樣點(diǎn)記錄長(zhǎng)度

帶寬的要求

很多第一代的串行總線構(gòu)架的速率在1.5Gbps 到3.125Gbps，最快的時(shí)鐘頻率是1.56GHz。可以使用帶寬4～5GHz 的示波器進(jìn)行測(cè)量。但是信號(hào)保真度測(cè)試和精確的眼圖分析要求示波器有更高的帶寬。很多的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)意識(shí)到這一點(diǎn)的重要性。

許多規(guī)范要求示波器在信號(hào)發(fā)送端芯片引腳處精確的捕獲信號(hào)基頻的5 次諧波。對(duì)于第一代PCI Express，意味著帶寬需要6.25GHz的示波器，采樣率至少是帶寬的2 倍。同樣，對(duì)于3.125Gbps 的XAUI 信號(hào)，要求示波器帶寬7.8GHz。許多的標(biāo)準(zhǔn)組織，特別是PCI-SIG，直接要求測(cè)試儀器的帶寬要滿足信號(hào)5 次諧波的原則。

隨著第二代串行總線發(fā)展，示波器帶寬需求也不斷增大。表1中列舉出來(lái)當(dāng)前和未來(lái)的串行總線一致性測(cè)試對(duì)示波器帶寬的需求。

表1：示波器帶寬要求

捕獲5 次諧波至關(guān)重要

示波器帶寬是影響眼圖測(cè)試的關(guān)鍵。對(duì)一個(gè)方波的傅立葉展開可以發(fā)現(xiàn)信號(hào)是由基波和各階諧波組成。如圖1 所示。信號(hào)的幅度特性的變化說(shuō)明了不同的諧波對(duì)信號(hào)電平的貢獻(xiàn)。

圖1：各階諧波對(duì)合成方波的貢獻(xiàn)

帶寬不夠的示波器在采集信號(hào)的時(shí)候會(huì)造成信號(hào)5次諧波幅度的衰減。而5次諧波對(duì)眼高的測(cè)試時(shí)有增大的貢獻(xiàn)的，因?yàn)閿?shù)據(jù)判決就是在UI 的50% 位置進(jìn)行的。