硬件測(cè)試地目地 - Read

2023/6/16Olica1硬件測(cè)試技術(shù)2023/6/16Olica2課程大綱硬件測(cè)試概述測(cè)試前準(zhǔn)備硬件測(cè)試的種類與操作硬件測(cè)試的級(jí)別可靠性測(cè)試測(cè)試問題解決測(cè)試效果評(píng)估測(cè)試規(guī)范制定測(cè)試人員的培養(yǎng)2023/6/16Olica3硬件測(cè)試概述1、硬件測(cè)試的概念測(cè)試是為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行操作的過程測(cè)試是為了證明設(shè)計(jì)有錯(cuò)，而不是證明設(shè)計(jì)無錯(cuò)誤一個(gè)好的測(cè)試用例是在于它能發(fā)現(xiàn)至今未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤一個(gè)成功的測(cè)試是發(fā)現(xiàn)了“至今未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤”的測(cè)試2023/6/16Olica4硬件測(cè)試概述2、硬件測(cè)試的目的

a.為了盡可能多地找出設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤,在保證產(chǎn)品功能性能的同時(shí)提高自身的設(shè)計(jì)開發(fā)能力;b.為了給最終用戶提供具有一定可信度的產(chǎn)品,保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)提高企業(yè)的知名度;2023/6/16Olica5硬件測(cè)試概述3、硬件測(cè)試的目標(biāo)——產(chǎn)品的零缺陷產(chǎn)品在規(guī)格書里面定義的所有功能都能完全實(shí)現(xiàn);產(chǎn)品的可靠性,兼容性,穩(wěn)定性都有突出表現(xiàn);產(chǎn)品實(shí)用性強(qiáng),性價(jià)比高;

2023/6/16Olica6硬件測(cè)試概述4、硬件測(cè)試的意義通過測(cè)試問題的分析調(diào)試提高企業(yè)的設(shè)計(jì)開發(fā)能力;通過產(chǎn)品測(cè)試提高測(cè)試部門的檢驗(yàn)?zāi)芰?完整的測(cè)試是評(píng)定測(cè)試質(zhì)量的一種方法,沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的測(cè)試也是非常有價(jià)值的。2023/6/16Olica7硬件測(cè)試概述5、目前業(yè)界硬件測(cè)試的開展?fàn)顩r

隨著質(zhì)量的進(jìn)一步要求，硬件測(cè)試工作在產(chǎn)品研發(fā)階段的投入比例已經(jīng)向測(cè)試傾斜，許多知名的國(guó)際企業(yè)，硬件測(cè)試人員的數(shù)量要遠(yuǎn)大于開發(fā)人員。而且對(duì)于硬件測(cè)試人員的技術(shù)水平要求也要大于開發(fā)人員。2023/6/16Olica8硬件測(cè)試概述6、硬件測(cè)試在企業(yè)價(jià)值鏈中的地位調(diào)研——采購(gòu)——研發(fā)——測(cè)試——生產(chǎn)——銷售——測(cè)試是每項(xiàng)成功產(chǎn)品的必經(jīng)環(huán)節(jié)2023/6/16Olica9硬件測(cè)試概述7、硬件測(cè)試對(duì)公司形象和公司發(fā)展的重要性

硬件測(cè)試是評(píng)估產(chǎn)品質(zhì)量的重要方法產(chǎn)品質(zhì)量是公司的信譽(yù)和品牌象征公司的信譽(yù)和質(zhì)量決定了公司的發(fā)展前景2023/6/16Olica10硬件測(cè)試概述8、硬件測(cè)試的一般流程和各階段點(diǎn)的輸出文件

2023/6/16Olica11課程大綱硬件測(cè)試概述測(cè)試前期工作硬件測(cè)試的種類與操作硬件測(cè)試的級(jí)別可靠性測(cè)試測(cè)試問題解決測(cè)試效果評(píng)估測(cè)試規(guī)范制定測(cè)試人員的培養(yǎng)2023/6/16Olica12測(cè)試前期工作1、設(shè)計(jì)Review硬件設(shè)計(jì)審查原理圖Review

GerberReview2023/6/16Olica13測(cè)試前期工作2、常規(guī)Review流程

Review專家的確定評(píng)審專家Review問題反饋整理

Review會(huì)議召開

Review問題確認(rèn)，解決

Review問題復(fù)查2023/6/16Olica14測(cè)試前準(zhǔn)備3、FMEA（故障模式影響分析）

分析系統(tǒng)中每一器件所有可能產(chǎn)生的故障模式及其對(duì)系統(tǒng)造成的所有可能影響，并按每一個(gè)故障模式的嚴(yán)重程度、檢測(cè)難易程度以及發(fā)生頻度予以分類的一種歸納分析方法。2023/6/16Olica15測(cè)試前準(zhǔn)備FMEA分析步驟和要點(diǎn)確定范圍確定功能失效模式潛在影響嚴(yán)酷度分類潛在原因發(fā)生頻度控制措施探測(cè)率RPN整改措施如何定義嚴(yán)酷度分類：對(duì)操作者危害最高失效概率：每小時(shí)，每班次，每天，每星期。。。潛在影響：停機(jī)：損壞，裝備與調(diào)整，試機(jī)損失報(bào)廢：缺陷部件，工具類安全：找原因：以前FMEA分析失效日志接口矩陣（物理干涉，能量傳遞，物流，信息轉(zhuǎn)移）保證書專題研究報(bào)告測(cè)試報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)報(bào)告2023/6/16Olica16測(cè)試前準(zhǔn)備FMEA分析表格編號(hào)器件名稱所屬功能單元失效率失效模式失效比例局部影響對(duì)功能單元的影響對(duì)系統(tǒng)的最終影響嚴(yán)酷度已有的檢測(cè)方法已有的補(bǔ)償措施建議改進(jìn)措施備注2023/6/16Olica17測(cè)試前準(zhǔn)備4、制定測(cè)試計(jì)劃測(cè)試計(jì)劃所應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)如下：所有測(cè)試需求都已被標(biāo)識(shí)出來；測(cè)試的工作量已被正確估計(jì)并合理地分配了人力、物力資源；測(cè)試的進(jìn)度安排是基于工作量估計(jì)的、適用的；測(cè)試啟動(dòng)、停止的準(zhǔn)則已被標(biāo)識(shí)；測(cè)試輸出的工作產(chǎn)品是已標(biāo)識(shí)的、受控的和適用的。2023/6/16Olica18測(cè)試前準(zhǔn)備測(cè)試計(jì)劃的內(nèi)容明確測(cè)試對(duì)象測(cè)試人員,時(shí)間,環(huán)境測(cè)試內(nèi)容測(cè)試方法流程測(cè)試規(guī)范,標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試任務(wù)安排測(cè)試結(jié)束的交付件工作量評(píng)估2023/6/16Olica19測(cè)試前準(zhǔn)備5、測(cè)試用例

測(cè)試用例需要描述測(cè)試方法，測(cè)試步驟，測(cè)試的預(yù)期效果，需要達(dá)到的指標(biāo)。測(cè)試用例是直接用來指導(dǎo)測(cè)試的，所以對(duì)測(cè)試項(xiàng)目的描述需要更具體，更便于參考操作。2023/6/16Olica20測(cè)試前準(zhǔn)備測(cè)試用例的一般格式測(cè)試用例編號(hào)測(cè)試項(xiàng)目（模塊或單元）測(cè)試子項(xiàng)目（子項(xiàng)目描述）測(cè)試級(jí)別（必測(cè)、選測(cè)、可測(cè)）測(cè)試條件（環(huán)境、儀器等相關(guān)要求）測(cè)試步驟和方法（具體細(xì)致的操作方法）應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)和預(yù)期效果備注2023/6/16Olica21課程大綱硬件測(cè)試概述測(cè)試前準(zhǔn)備硬件測(cè)試的種類與操作硬件測(cè)試的級(jí)別可靠性測(cè)試測(cè)試問題解決測(cè)試效果評(píng)估測(cè)試規(guī)范制定測(cè)試人員的培養(yǎng)2023/6/16Olica22硬件測(cè)試的內(nèi)容1、測(cè)試設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)專用測(cè)試平臺(tái);設(shè)計(jì)測(cè)試夾具;設(shè)計(jì)測(cè)試軟件;設(shè)計(jì)測(cè)試設(shè)備;設(shè)計(jì)測(cè)試用例，測(cè)試方法;2023/6/16Olica23硬件測(cè)試的種類與操作2、白盒測(cè)試主要包括信號(hào)測(cè)試,時(shí)序測(cè)試,電源測(cè)試等.2023/6/16Olica24硬件測(cè)試的種類與操作3、功能測(cè)試測(cè)試產(chǎn)品所有接口或者模塊的功能2023/6/16Olica25硬件測(cè)試的種類與操作4、性能測(cè)試主要包括穩(wěn)定性,可靠性和兼容性測(cè)試.2023/6/16Olica26硬件測(cè)試的種類與操作5、容錯(cuò)測(cè)試

容錯(cuò)測(cè)試的目的是要檢驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)異常情況是否有足夠的保護(hù)，是否會(huì)由于某些異常條件造成故障不能自動(dòng)恢復(fù)的嚴(yán)重后果。容錯(cuò)測(cè)試的一般方法就是采用故障插入的方式，模擬一些在產(chǎn)品使用過程中可能會(huì)產(chǎn)生的故障因素，進(jìn)而考察產(chǎn)品的可靠性及故障適應(yīng)能力的一種測(cè)試方法。2023/6/16Olica27硬件測(cè)試的種類與操作6、長(zhǎng)時(shí)間驗(yàn)證測(cè)試將產(chǎn)品置于一個(gè)相對(duì)惡劣的環(huán)境中,讓其盡可能大負(fù)荷地運(yùn)行,檢驗(yàn)其長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的能力.2023/6/16Olica28課程大綱硬件測(cè)試概述測(cè)試前準(zhǔn)備硬件測(cè)試的種類與操作測(cè)試問題解決測(cè)試效果評(píng)估測(cè)試規(guī)范制定測(cè)試人員的培養(yǎng)2023/6/16Olica29測(cè)試問題解決1、測(cè)試問題的危害確認(rèn)站在用戶的角度看待測(cè)試問題，小問題也是問題。產(chǎn)品的最終使用者是用戶對(duì)于一個(gè)疑點(diǎn)是否屬于問題，最有發(fā)言權(quán)的是用戶測(cè)試工程師應(yīng)該站在用戶的角度來看待每一個(gè)小問題，假設(shè)用戶看到問題表現(xiàn)后的反應(yīng)2023/6/16Olica30測(cè)試問題解決2、測(cè)試問題的界別劃分致命：引起系統(tǒng)死機(jī)或系統(tǒng)崩潰的問題嚴(yán)重：引起系統(tǒng)某一功能失效且不能簡(jiǎn)單恢復(fù)（如插拔單板）的問題一般：引起系統(tǒng)某一功能失效但可簡(jiǎn)單恢復(fù)或較難重現(xiàn)的問題提示：從操作或維護(hù)的角度發(fā)現(xiàn)的問題或建議2023/6/16Olica31測(cè)試問題解決3、測(cè)試問題的種類確認(rèn)可重現(xiàn)問題每次重現(xiàn)（每次測(cè)試故障現(xiàn)象均會(huì)重復(fù)發(fā)生的問題）偶爾重現(xiàn)（不定期出現(xiàn)的問題，暫時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)觸發(fā)條件）不可重現(xiàn)問題問題只出現(xiàn)過一次，在后續(xù)的測(cè)試過程中沒有再次發(fā)生2023/6/16Olica32測(cè)試問題解決4、測(cè)試問題的定位定位方法自動(dòng)定位——系統(tǒng)通過自動(dòng)檢測(cè)等手段，可以直接產(chǎn)生相關(guān)告警人為定位——指通過人的現(xiàn)場(chǎng)觀察或是借助一定的測(cè)試手段可以即可定位。不可定位——指在現(xiàn)場(chǎng)無法定位，需要借助專用的測(cè)試工具，或是專業(yè)的人員才有可能定位的問題恢復(fù)方式自動(dòng)恢復(fù)、手動(dòng)恢復(fù)、不可恢復(fù)（定義參考定位方法）2023/6/16Olica33測(cè)試問題解決5、測(cè)試問題反饋方式和注意事項(xiàng)測(cè)試工程師發(fā)現(xiàn)的任何問題都應(yīng)該及時(shí)反饋問題反饋時(shí)應(yīng)盡量將故障現(xiàn)象、觸發(fā)條件、環(huán)境因素等信息描述清楚，以便問題的處理養(yǎng)成保留現(xiàn)場(chǎng)的習(xí)慣。測(cè)試規(guī)劃書模擬練習(xí)以本公司產(chǎn)品為例，包括以下內(nèi)容：1.產(chǎn)品模塊功能，主要特性；2.輸入文檔，需求；3.內(nèi)部工作安排：a.需要測(cè)試內(nèi)容b.測(cè)試計(jì)劃c.測(cè)試資源安排，人員分工d…….4.項(xiàng)目結(jié)束，輸出文檔5.總結(jié)跟蹤2023/6/16Olica342023/6/16Olica35課程大綱硬件測(cè)試概述測(cè)試前準(zhǔn)備硬件測(cè)試的種類與操作測(cè)試問題解決測(cè)試效果評(píng)估測(cè)試規(guī)范制定測(cè)試人員的培養(yǎng)2023/6/16Olica36測(cè)試效果評(píng)估1、測(cè)試報(bào)告測(cè)試報(bào)告一般需要包含以下內(nèi)容：測(cè)試時(shí)間、地點(diǎn)、人員測(cè)試環(huán)境測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)測(cè)試人員等工作量統(tǒng)計(jì)測(cè)試項(xiàng)目通過情況統(tǒng)計(jì)缺陷統(tǒng)計(jì)覆蓋率統(tǒng)計(jì)2023/6/16Olica37測(cè)試效果評(píng)估2、測(cè)試評(píng)審測(cè)試問題得到及時(shí)的解決產(chǎn)品質(zhì)量得到提高測(cè)試問題和經(jīng)驗(yàn)得到收集和積累為后續(xù)類似產(chǎn)品提供測(cè)試等經(jīng)驗(yàn)2023/6/16Olica38測(cè)試效果評(píng)估3、經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)審查規(guī)范測(cè)試規(guī)范

checklist

案例技術(shù)報(bào)告2023/6/16Olica39測(cè)試效果評(píng)估4、測(cè)試經(jīng)驗(yàn)的獲取從測(cè)試過程中獲取從問題攻關(guān)中獲取從他人的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)中獲取2023/6/16Olica40測(cè)試效果評(píng)估如何增長(zhǎng)測(cè)試經(jīng)驗(yàn)測(cè)試過程中深入分析，挖掘到本質(zhì)積極參與問題攻關(guān)多從網(wǎng)上獲取他人經(jīng)驗(yàn)多與他人進(jìn)行技術(shù)交流參與測(cè)試技術(shù)的開發(fā)增長(zhǎng)測(cè)試經(jīng)驗(yàn)即提高技術(shù)能力，優(yōu)秀的測(cè)試工程師肯定可以是優(yōu)秀的開發(fā)工程師。2023/6/16Olica41測(cè)試效果評(píng)估5、遺留問題處理遺留問題是指測(cè)試過程中發(fā)生的并且在測(cè)試報(bào)告時(shí)仍沒有得到解決的測(cè)試問題。遺留問題的劃分需要非常謹(jǐn)慎，必須是長(zhǎng)時(shí)間無法重現(xiàn)的問題，或者由于某些特定的因素（成本等），且問題并不嚴(yán)重的才可以通過流程中各環(huán)節(jié)人員的認(rèn)可被列為遺留問題。遺留問題需要定時(shí)跟蹤清理，且對(duì)于一款產(chǎn)品需要制定一個(gè)遺留問題的數(shù)量限制。2023/6/16Olica42測(cè)試效果評(píng)估6、市場(chǎng)規(guī)模應(yīng)用跟蹤產(chǎn)品推向市場(chǎng)后需要持續(xù)跟蹤產(chǎn)品的質(zhì)量問題，并建立相應(yīng)的流程，所有在市場(chǎng)上出現(xiàn)的問題必須有專人跟蹤，并對(duì)照測(cè)試報(bào)告，以確定是否是試驗(yàn)室出現(xiàn)過的問題，分清問題種類,并明確原因，對(duì)于各類問題要明確責(zé)任人，盡量避免漏測(cè)，并同相關(guān)人員的績(jī)效考核建立關(guān)系。2023/6/16Olica43課程大綱硬件測(cè)試概述測(cè)試前準(zhǔn)備硬件測(cè)試的種類與操作硬件測(cè)試的級(jí)別可靠性測(cè)試測(cè)試問題解決測(cè)試效果評(píng)估測(cè)試規(guī)范制定測(cè)試人員的培養(yǎng)2023/6/16Olica44測(cè)試規(guī)范制定1、人員的規(guī)范要有一個(gè)職業(yè)化的觀念，要有意識(shí)地把自己培養(yǎng)為職業(yè)工程師。測(cè)試過程的記錄測(cè)試經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)測(cè)試規(guī)范和測(cè)試案例的應(yīng)用測(cè)試用例的應(yīng)用與設(shè)計(jì)2023/6/16Olica45測(cè)試規(guī)范制定人員的規(guī)范必要性我們?cè)诳偨Y(jié)中發(fā)現(xiàn)有較多的從市場(chǎng)上反饋回來的問題是我們?cè)?jīng)在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)過的，但為什么當(dāng)時(shí)沒有很好的注意呢？原因只有一個(gè)：對(duì)問題不敏感。當(dāng)我們測(cè)試某項(xiàng)目時(shí)間較長(zhǎng)后，對(duì)我們測(cè)試的對(duì)象非常熟悉，對(duì)有些偶爾出現(xiàn)一下的問題認(rèn)為是理所當(dāng)然，缺乏了敏感性。但當(dāng)產(chǎn)品推向市場(chǎng)后，這些偶然出現(xiàn)的問題會(huì)大面積暴露出來，將會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的聲譽(yù)。對(duì)測(cè)試問題敏感是測(cè)試人員的必備素質(zhì)。2023/6/16Olica46測(cè)試規(guī)范制定2、建立測(cè)試規(guī)范的必要性測(cè)試更多的是動(dòng)手的過程，測(cè)試工程師的水平參差不齊，如何保證測(cè)試質(zhì)量就需要用制度和規(guī)范管理，各個(gè)測(cè)試環(huán)節(jié)均需要有流程和規(guī)范進(jìn)行約束。各個(gè)階段的輸入、輸出文檔均必須有相應(yīng)的模板。沒有規(guī)矩，不成方圓2023/6/16Olica47測(cè)試規(guī)范制定3、需要建立哪些測(cè)試規(guī)范和模板《測(cè)試計(jì)劃模板》《測(cè)試用例模板》《測(cè)試報(bào)告模板》《設(shè)計(jì)審查報(bào)告模板》《正規(guī)檢視報(bào)告報(bào)告模板》《信號(hào)質(zhì)量和時(shí)序測(cè)試規(guī)范》……2023/6/16Olica48測(cè)試規(guī)范制定4、測(cè)試規(guī)范的制定方法測(cè)試需要——人員制定分工——初稿完成——專家評(píng)審——修改完善——最初版本——規(guī)范試運(yùn)行——問題缺陷整理——修改——正式版本——發(fā)行推廣2023/6/16Olica49課程大綱硬件測(cè)試概述測(cè)試前準(zhǔn)備硬件測(cè)試的種類與操作硬件測(cè)試的級(jí)別可靠性測(cè)試測(cè)試問題解決測(cè)試效果評(píng)估硬件測(cè)試參考的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試規(guī)范制定測(cè)試人員的培養(yǎng)2023/6/16Olica50測(cè)試人員的培養(yǎng)1、測(cè)試人員的目標(biāo)和職責(zé)2023/6/16Olica51測(cè)試人員的培養(yǎng)2、測(cè)試人員需要的通用技能專業(yè)的產(chǎn)品背景知識(shí)豐富的測(cè)試技能熟練掌握各種測(cè)試儀器2023/6/16Olica52測(cè)試人員的培養(yǎng)測(cè)試人員需要的通用技能思維方式，即如何開展測(cè)試活動(dòng)以達(dá)到測(cè)試的目的；良好的思維方式和工作方式可以達(dá)到事半功倍的效果；協(xié)調(diào)能力，溝通能力，表達(dá)能力；高效的學(xué)習(xí)能力，分析總結(jié)能力；公司流程的了解。2023/6/16Olica53測(cè)試人員的培養(yǎng)3、測(cè)試人員的心態(tài)懷疑、否定、批判的態(tài)度，吹毛求茨的心理；錯(cuò)誤的客觀存在性任何人都存在思維的死角。尊重開發(fā)人員的觀點(diǎn)但不要迷信。敢于否定權(quán)威尋根問底的決心2023/6/16Olica54測(cè)試人員的培養(yǎng)4、測(cè)試人員的等級(jí)認(rèn)證助理工程師工程師主管工程師高級(jí)工程師資深工程師副主任工程師主任工程師科學(xué)家首席科學(xué)家2023/6/16Olica55信號(hào)完整性分析方法2023/6/16Olica56課程大綱SI簡(jiǎn)介信號(hào)產(chǎn)生基本原理信號(hào)質(zhì)量測(cè)試方法信號(hào)時(shí)序測(cè)試方法示波器基礎(chǔ)知識(shí)常見的SI問題SI分析信號(hào)完整性分析實(shí)例2023/6/16Olica57

SI簡(jiǎn)介信號(hào)產(chǎn)生基本原理信號(hào)質(zhì)量測(cè)試方法信號(hào)時(shí)序測(cè)試方法示波器基礎(chǔ)知識(shí)常見的SI問題SI分析信號(hào)完整性分析實(shí)例2023/6/16Olica58SI簡(jiǎn)介

SI的重要性

隨著高頻數(shù)字電路的不斷發(fā)展，SI問題變得越來越引人注目，數(shù)字電路的頻率越高，出現(xiàn)SI問題的可能性就越大，對(duì)設(shè)計(jì)工程師來說，他的挑戰(zhàn)也就越大。2023/6/16Olica59SI簡(jiǎn)介

SI的內(nèi)容信號(hào)完整性它包含兩方面的內(nèi)容，一是獨(dú)立信號(hào)的質(zhì)量，另一個(gè)是時(shí)序。我們?cè)陔娮釉O(shè)計(jì)的過程中不得不考慮兩個(gè)問題：信號(hào)有沒有按時(shí)到達(dá)目的地？信號(hào)達(dá)到目的地后它的質(zhì)量如何？所以我們做信號(hào)完整性分析的目的就是確認(rèn)高頻數(shù)字傳輸?shù)目煽啃浴?023/6/16Olica60SI簡(jiǎn)介理想邏輯電壓波形

在數(shù)字系統(tǒng)中，信號(hào)以邏輯‘0’或者‘1’的方式從一個(gè)器件傳輸?shù)搅硗庖粋€(gè)器件，信號(hào)到底是‘0’還是‘1’一般來說它們都是有一個(gè)參考電平的。在接收端的輸入門里面，如果信號(hào)的電壓超過高電平參考電壓Vih，則該信號(hào)被識(shí)別為高邏輯；如果信號(hào)的電壓低于低電平的參考電壓Vil，則該信號(hào)就被識(shí)別為低邏輯。我們下面這個(gè)圖就是一個(gè)理想的信號(hào)。2023/6/16Olica61SI簡(jiǎn)介理想邏輯電壓波形2023/6/16Olica62SI簡(jiǎn)介接收端的實(shí)際波形2023/6/16Olica63SI簡(jiǎn)介數(shù)據(jù)采樣及時(shí)序例子數(shù)據(jù)越是復(fù)雜，里面就包含很多的二進(jìn)制碼，這些二進(jìn)制碼將組成一連串的波形，而不是簡(jiǎn)單的一個(gè)方波。接收端的器件就需要采樣這些波形以便獲取相關(guān)的二進(jìn)制信息。數(shù)字采樣的過程通常是通過時(shí)鐘信號(hào)的上升沿或者下降沿來觸發(fā)的，我們下面這個(gè)圖就是個(gè)簡(jiǎn)單的例子。2023/6/16Olica64SI簡(jiǎn)介數(shù)據(jù)采樣及時(shí)序例子2023/6/16Olica65SI簡(jiǎn)介數(shù)據(jù)采樣及時(shí)序例子從這個(gè)圖里面我們可以清楚地看到數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)時(shí)到達(dá)邏輯門而且在接收端期間開始鎖存前必須確定它們的邏輯狀態(tài)。任何數(shù)據(jù)的延遲或者失真都會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖?。失敗有兩種可能：一個(gè)是因?yàn)榻邮斩烁揪蜔o法識(shí)別數(shù)據(jù)；另一個(gè)是接收端雖然識(shí)別了數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)因?yàn)槭д娑鴮?dǎo)致錯(cuò)誤。2023/6/16Olica66SI簡(jiǎn)介信號(hào)產(chǎn)生基本原理信號(hào)質(zhì)量測(cè)試方法信號(hào)時(shí)序測(cè)試方法示波器基礎(chǔ)知識(shí)常見的SI問題SI分析信號(hào)完整性分析實(shí)例2023/6/16Olica67信號(hào)波形聯(lián)想藍(lán)黑色中灰綠色Think紅2023/6/16Olica68方波的組成聯(lián)想藍(lán)黑色中灰綠色Think紅2023/6/16Olica69晶振原理石英振蕩器結(jié)構(gòu)2023/6/16Olica70壓電效應(yīng)若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場(chǎng)，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。反之，若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力，則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng)，這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。如果在晶片的兩極上加交變電壓，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。在一般情況下，晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場(chǎng)的振幅非常微小，但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí)，振幅明顯加大，比其他頻率下的振幅大得多，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振，它與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關(guān)。

2023/6/16Olica71晶振符號(hào)和等效電路2023/6/16Olica72諧振頻率從石英晶體諧振器的等效電路可知，它有兩個(gè)諧振頻率，即（1）當(dāng)L、C、R支路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)，它的等效阻抗最?。ǖ扔赗）。串聯(lián)揩振頻率用fs表示，石英晶體對(duì)于串聯(lián)揩振頻率fs呈純阻性，（2）當(dāng)頻率高于fs時(shí)L、C、R支路呈感性，可與電容C。發(fā)生并聯(lián)諧振，其并聯(lián)頻率用fd表示。

根據(jù)石英晶體的等效電路，可定性畫出它的電抗—頻率特性曲線如上圖所示?？梢姰?dāng)頻率低于串聯(lián)諧振頻率fs或者頻率高于并聯(lián)揩振頻率fd時(shí)，石英晶體呈容性。僅在fs＜f＜fd極窄的范圍內(nèi)，石英晶體呈感性。

2023/6/16Olica73時(shí)鐘芯片的架構(gòu)聯(lián)想藍(lán)黑色中灰綠色Think紅2023/6/16Olica74PLL基本原理2023/6/16Olica75PLL頻率合成器PLL頻率合成器是由程序分頻器、鑒相器及壓控振蕩器三大部分組成,從晶振束的100KHz標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)100分頻后得1KHz的基準(zhǔn)頻率fR,壓控振蕩頻率f1通過程序分頻得到頻率fM,fM和fR同時(shí)加到鑒相器進(jìn)行比較。只有當(dāng)fR和fM完全同頻同相時(shí),環(huán)路平衡被鎖定,即fR=fM。可見,當(dāng)環(huán)路鎖定時(shí),壓控振蕩器的輸出頻率完全決定于程序分頻器的分頻比,即

f1=M·fR,只要改變分頻比M,便可使f1改變,從而得到所需的各個(gè)頻率點(diǎn)。

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SI簡(jiǎn)介信號(hào)產(chǎn)生基本原理信號(hào)質(zhì)量測(cè)試方法信號(hào)時(shí)序測(cè)試方法示波器基礎(chǔ)知識(shí)常見的SI問題SI分析信號(hào)完整性分析實(shí)例2023/6/16Olica77衡量信號(hào)品質(zhì)的參數(shù)信號(hào)質(zhì)量的參數(shù):振幅參數(shù)，時(shí)間參數(shù)，眼圖參數(shù)等。

振幅參數(shù)包括：振幅，高電平，低電平，均方根值，單個(gè)周期的均方根值，最大值，最小值，峰峰值，平均值，單個(gè)周期平均值，正過沖，負(fù)過沖，正欠沖，負(fù)欠沖等；

時(shí)間參數(shù)包括：上升時(shí)間，下降時(shí)間，正占空比，負(fù)占空比，高電平寬度，低電平寬度，周期，頻率，延遲等；

眼圖參數(shù)包括：眼高，眼寬，眼圖最高點(diǎn)，眼圖最低點(diǎn)，交叉點(diǎn)等；2023/6/16Olica78振幅的定義及測(cè)試方法振幅是指被測(cè)波形的振動(dòng)幅度，即高電平與低電平的差值，其單位為V或者mV；2023/6/16Olica79高電平的定義及測(cè)試方法高電平是指信號(hào)邏輯“1”所在位置的幅度，其單位通常為V和mV。2023/6/16Olica80低電平的定義及測(cè)試方法低電平是指信號(hào)邏輯“0”所在位置的幅度，其單位通常為V和mV。2023/6/16Olica81均方根值的定義及測(cè)試方法均方根值是指整個(gè)捕獲波形上所有點(diǎn)幅度的均方根值，其單位為V或者mv；2023/6/16Olica82周期均方根值的定義及測(cè)試方法周期均方根值是指整個(gè)捕獲波形上指定一個(gè)周期內(nèi)所有點(diǎn)幅度的均方根值，其單位為V或者mV；2023/6/16Olica83最大值的定義及測(cè)試方法最大值是指所捕獲波形里面振幅最大點(diǎn)所處位置的電壓值，單位為V或者mV；2023/6/16Olica84最小值的定義及測(cè)試方法最小值是指所捕獲波形里面振幅最小點(diǎn)所處位置的電壓值，單位為V或者mV；2023/6/16Olica85峰峰值的定義及測(cè)試方法峰峰值是指最大值和最小值相減的絕對(duì)值，單位為V或mV；2023/6/16Olica86平均值的定義及測(cè)試方法平均值是指所捕獲波形里面所有點(diǎn)幅度的平均值；2023/6/16Olica87周期平均值的定義及測(cè)試方法周期平均值是指所捕獲波形里面所指定一個(gè)周期里所有點(diǎn)幅度的平均值；2023/6/16Olica88正過沖的定義及測(cè)試方法正過沖是指高電平處的過沖值，單位為V或mV或者用百分比表示；2023/6/16Olica89負(fù)過沖的定義及測(cè)試方法負(fù)過沖是指低電平處的過沖值，單位為V或mV或者用百分比表示；2023/6/16Olica90正欠沖的定義及測(cè)試方法正欠沖是指高電平處的欠沖值，單位為V或mV或者用百分比表示；2023/6/16Olica91負(fù)欠沖的定義及測(cè)試方法負(fù)欠沖是指低電平處的欠沖值，單位為V或mV或者用百分比表示；2023/6/16Olica92時(shí)間參數(shù)的定義及測(cè)試方法時(shí)間參數(shù)包括：上升時(shí)間，下降時(shí)間，正占空比，負(fù)占空比，高電平寬度，低電平寬度，周期，頻率，延遲2023/6/16Olica93上升時(shí)間的定義及測(cè)試方法上升時(shí)間是指信號(hào)從邏輯‘0’跳變到邏輯‘1’時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間；低頻信號(hào)的上升時(shí)間測(cè)量2023/6/16Olica94上升時(shí)間的定義及測(cè)試方法上升時(shí)間是指信號(hào)從邏輯‘0’跳變到邏輯‘1’時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間；高頻信號(hào)的上升時(shí)間測(cè)量2023/6/16Olica95下降時(shí)間的定義及測(cè)試方法下降時(shí)間是指信號(hào)從邏輯‘1’跳變到邏輯‘0’時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間；低頻信號(hào)的下降時(shí)間測(cè)量2023/6/16Olica96下降時(shí)間的定義及測(cè)試方法下降時(shí)間是指信號(hào)從邏輯‘1’跳變到邏輯‘0’時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間；高頻信號(hào)的下降時(shí)間測(cè)量2023/6/16Olica97正占空比的定義及測(cè)試方法正占空比是指信號(hào)的高電平保持時(shí)間占真?zhèn)€周期時(shí)間的比例；2023/6/16Olica98負(fù)占空比的定義及測(cè)試方法負(fù)占空比是指信號(hào)的低電平保持時(shí)間占真?zhèn)€周期時(shí)間的比例；2023/6/16Olica99高電平保持時(shí)間的定義及測(cè)試方法高電平保持時(shí)間是指信號(hào)從低到高跳變完成后信號(hào)持續(xù)的時(shí)間2023/6/16Olica100低電平保持時(shí)間的定義及測(cè)試方法低電平保持時(shí)間是指信號(hào)從高到低跳變完成后信號(hào)持續(xù)的時(shí)間2023/6/16Olica101周期的定義及測(cè)試方法周期是指有固定周期信號(hào)連續(xù)完成邏輯0和邏輯1跳變所需時(shí)間；2023/6/16Olica102頻率的定義及測(cè)試方法頻率是指周期信號(hào)在一秒內(nèi)完成周期跳變的次數(shù)；2023/6/16Olica103延遲的定義及測(cè)試方法延遲是指兩個(gè)相關(guān)信號(hào)之間的相位差；2023/6/16Olica104眼圖參數(shù)的定義及測(cè)試方法時(shí)間參數(shù)包括：眼圖高電平值，眼圖低電平值，眼圖最大值，眼圖最小值，眼圖交叉點(diǎn)位置等。2023/6/16Olica105眼圖高電平值的定義及測(cè)試方法眼圖高電平值是指眼圖高電平累積部分最低點(diǎn)的值；2023/6/16Olica106眼圖低電平值的定義及測(cè)試方法眼圖低電平值是指眼圖低電平累積部分最高點(diǎn)的值；2023/6/16Olica107眼圖最大值的定義及測(cè)試方法眼圖最大值是指眼圖高電平處最高電平所在位置的值；2023/6/16Olica108眼圖最小值的定義及測(cè)試方法眼圖最小值是指眼圖低電平處最低電平所在電壓值；2023/6/16Olica109眼圖交叉點(diǎn)的定義及測(cè)試方法眼圖交叉點(diǎn)是指眼圖中的差分信號(hào)的上升沿和下降沿的交叉點(diǎn)；2023/6/16Olica110眼圖交叉點(diǎn)的定義及測(cè)試方法眼圖交叉點(diǎn)是指眼圖中的差分信號(hào)的上升沿和下降沿的交叉點(diǎn)；2023/6/16Olica111

SI簡(jiǎn)介信號(hào)產(chǎn)生基本原理信號(hào)質(zhì)量測(cè)試方法信號(hào)時(shí)序測(cè)試方法示波器基礎(chǔ)知識(shí)常見的SI問題SI分析信號(hào)完整性分析實(shí)例2023/6/16Olica112衡量時(shí)序的參數(shù)衡量時(shí)序的參數(shù)主要有四個(gè)：建立時(shí)間，保持時(shí)間，傳輸延遲，相位偏移。

數(shù)據(jù)是否按時(shí)到達(dá)邏輯器件就跟時(shí)序里面的相位偏移和傳輸延遲有關(guān)系，當(dāng)數(shù)據(jù)波形的質(zhì)量有問題時(shí)通常會(huì)直接影響到信號(hào)的建立時(shí)間或者保持時(shí)間。因此任何模塊的通信信號(hào)都必須在保證信號(hào)質(zhì)量的基礎(chǔ)上再保證時(shí)序的恰倒好處。 2023/6/16Olica113建立時(shí)間的定義和測(cè)量方法建立時(shí)間是指數(shù)據(jù)在被采樣時(shí)鐘采樣前已經(jīng)建立起來的時(shí)間。

2023/6/16Olica114保持時(shí)間的定義和測(cè)量方法保持時(shí)間是指數(shù)據(jù)在被采樣時(shí)鐘采樣后還要繼續(xù)保持的時(shí)間。

2023/6/16Olica115傳輸延遲的定義和測(cè)量方法傳輸延遲是指信號(hào)從源端出來傳輸?shù)浇邮斩说倪^程中在傳輸線上所花費(fèi)的時(shí)間；2023/6/16Olica116相位偏移的定義和測(cè)量方法相位偏移是指同步信號(hào)之間的實(shí)際相位差異；2023/6/16Olica117

SI簡(jiǎn)介信號(hào)產(chǎn)生基本原理信號(hào)質(zhì)量測(cè)試方法信號(hào)時(shí)序測(cè)試方法示波器基礎(chǔ)知識(shí)常見的SI問題SI分析信號(hào)完整性分析實(shí)例2023/6/16Olica118帶寬和采樣率帶寬是指示波器垂直放大器的頻率響應(yīng)定義為:信號(hào)幅度下降3db.在此頻點(diǎn)為示波器的帶寬在3db的帶寬頻率,信號(hào)垂直幅度的誤差大約為30%.BW=0.42/Tr采樣率是用來衡量示波器采樣速度的參數(shù)，指示波器在一秒內(nèi)可以捕獲樣品的數(shù)量，單位是S/S（樣點(diǎn)/秒）例如某示波器的采樣率為20GS/S，是指該示波器在一秒內(nèi)最多可以采集20G個(gè)樣點(diǎn)。2023/6/16Olica119采樣間隔、采樣時(shí)間和記錄長(zhǎng)度示波器所采集的兩個(gè)相臨樣點(diǎn)之間的間隔叫采樣間隔，它的單位為時(shí)間s（ms，us，ns，ps）。采樣距離是可以調(diào)節(jié)的，不同示波器的最大采樣間隔和最小采樣間隔通常是不一樣的；采樣時(shí)間是指示波器所采樣的顯示波形里面的第一個(gè)樣點(diǎn)到最后一個(gè)樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，它的單位是s（ms，us，ns，ps）；記錄長(zhǎng)度是指在采樣時(shí)間里所捕獲樣品的數(shù)量，單位是個(gè)；2023/6/16Olica120采樣距離、采樣時(shí)間和記錄長(zhǎng)度它們之間的關(guān)系公式：

采樣間隔=分辨率=1/采樣率

采樣時(shí)間=采樣間隔*記錄長(zhǎng)度最大記錄長(zhǎng)度=采樣時(shí)間/最小采樣間隔

=采樣時(shí)間*最大采樣率2023/6/16Olica121

SI簡(jiǎn)介信號(hào)產(chǎn)生基本原理信號(hào)質(zhì)量測(cè)試方法信號(hào)時(shí)序測(cè)試方法示波器基礎(chǔ)知識(shí)常見的SI問題SI分析信號(hào)完整性分析實(shí)例2023/6/16Olica122常見的SI問題在高頻系統(tǒng)中時(shí)序的重要性信號(hào)質(zhì)量將直接影響到時(shí)序最常見的三種信號(hào)問題：

a.反射

b.串?dāng)_

c.電源/地噪音2023/6/16Olica123常見的SI問題反射產(chǎn)生原因

a.阻抗失配

b.樁線

c.過孔

d.其它連接的不連續(xù)性等2023/6/16Olica124常見的SI問題串?dāng)_產(chǎn)生的原因

a.傳輸線之間的耦合

b.過孔之間的耦合

c.傳輸線與平面之間的耦合

d.兩個(gè)平面之間的耦合2023/6/16Olica125常見的SI問題電源/地噪音產(chǎn)生的原因

a.SSO----simultaneousswitchingoutput

驅(qū)動(dòng)同步輸出對(duì)電源或者地的寄生效應(yīng)又稱做對(duì)地反彈.b.SSN----simultaneousswitchingnoise

同步開關(guān)噪音或電流變化噪音

2023/6/16Olica126常見的SI問題除此之外,還有兩個(gè)問題會(huì)導(dǎo)致信號(hào)波形的失真----EMC/EMIa.EMC----electromagneticcompatibility

電磁兼容

b.EMI----electromagneticinterference

電磁干涉2023/6/16Olica127常見的SI問題信號(hào)完整性問題的影響當(dāng)信號(hào)完整性存在問題或者系統(tǒng)的噪音余度要求沒有達(dá)到滿足的時(shí)候，輸入信號(hào)在開關(guān)接收端到達(dá)最小高電平前就或者到達(dá)最小低電平前就開始變形，輸入信號(hào)在靜態(tài)接收端到達(dá)最高低電平前就開始上升或者在到達(dá)最小高電平前就開始下降，電源電壓的波動(dòng)也會(huì)擾亂鎖存中的數(shù)據(jù)，于是會(huì)導(dǎo)致邏輯錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)信號(hào)變?nèi)?，開關(guān)錯(cuò)誤，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)失效。2023/6/16Olica128常見的SI問題產(chǎn)生SI問題的地方典型數(shù)字系統(tǒng)環(huán)境流程:硅片驅(qū)動(dòng)引線接合器芯片封裝芯片封裝焊接點(diǎn)PCB另一個(gè)系統(tǒng)器件2023/6/16Olica129常見的SI問題產(chǎn)生SI問題的地方源終端，傳輸過程，接收端。我們最關(guān)注的是信號(hào)在傳輸過程中的完整性。電子工藝的趨向是不斷加快芯片運(yùn)行的速度以及不斷提高芯片的集成度從而將芯片的性能推向極限。目前個(gè)人電腦中的最快時(shí)鐘頻率已經(jīng)達(dá)到GHz的范圍，它的上升時(shí)間已經(jīng)小于200ps，目前看來數(shù)字信號(hào)的最快頻率可以達(dá)到10GHz。隨著制造工藝的不斷發(fā)展，邏輯門的長(zhǎng)度從20世紀(jì)60年代的50us發(fā)展到21世紀(jì)初的0.18us，目前的流行工藝是0.13us，成熟工藝可以做到0.09us和65ns。2023/6/16Olica130常見的SI問題產(chǎn)生SI問題的地方芯片的時(shí)鐘頻率幾乎每過18個(gè)月就翻一翻；邏輯門的固有延遲已經(jīng)減小到幾十個(gè)ps，但是封裝設(shè)計(jì)技術(shù)還非常落后，就當(dāng)前的工藝來說，封裝上的連接延遲直接支配著系統(tǒng)時(shí)序余度也成為高頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的瓶頸。所以目前我們公認(rèn)的說法是：封裝的性能成為整個(gè)系統(tǒng)性能的最主要制約因素之一。

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SI簡(jiǎn)介信號(hào)產(chǎn)生基本原理信號(hào)質(zhì)量測(cè)試方法信號(hào)時(shí)序測(cè)試方法示波器基礎(chǔ)知識(shí)常見的SI問題SI分析信號(hào)完整性分析實(shí)例2023/6/16Olica132SI分析在設(shè)計(jì)流程中的SI分析

a.經(jīng)過SI分析與認(rèn)證的電子產(chǎn)品可提高其穩(wěn)定性,可靠性和兼容性;b.在布線布局階段沒有經(jīng)過SI分析指導(dǎo)的原形將無法出臺(tái);c.在布局完成后沒有經(jīng)過SI認(rèn)證的電子產(chǎn)品在市場(chǎng)上可能沒有競(jìng)爭(zhēng)力.2023/6/16Olica133SI分析

2023/6/16Olica134SI分析布線布局前期分析

a.根據(jù)系統(tǒng)的需求進(jìn)行比較分析

b.I/O的工藝選擇

c.如何分布時(shí)鐘

d.芯片封裝類型的選擇

e.器件類型

2023/6/16Olica135SI分析布線布局前期分析(續(xù)) f.PCB疊層結(jié)構(gòu)

g.pin的分配

h.網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

I.終端匹配策略

j.兼顧EMC/EMI,如何合理布局2023/6/16Olica136SI分析布線布局后期分析

a.根據(jù)SI設(shè)計(jì)指導(dǎo)方針驗(yàn)證模塊設(shè)計(jì)的合理性; b.反射檢查; c.振鈴檢查; d.串?dāng)_檢查; e.對(duì)地反彈檢查.2023/6/16Olica137SI分析電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中SI工程師的重要性

a.過去電子設(shè)計(jì)工程師同時(shí)擔(dān)任布線布局工程師的角色,不存在信號(hào)工程師; b.合理的電子設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì):2023/6/16Olica138

SI簡(jiǎn)介信號(hào)產(chǎn)生基本原理信號(hào)質(zhì)量測(cè)試方法信號(hào)時(shí)序測(cè)試方法示波器基礎(chǔ)知識(shí)常見的SI問題SI分析信號(hào)完整性分析實(shí)例2023/6/16Olica139信號(hào)完整性分析實(shí)例反射原理反射的計(jì)算反射的消除串?dāng)_產(chǎn)生的原理如何消除串?dāng)_

2023/6/16Olica140信號(hào)完整性分析實(shí)例反射原理 信號(hào)源產(chǎn)生帶有能量的信號(hào),信號(hào)又通過有一定阻抗Z0的傳輸線傳到負(fù)載,盡管傳輸線在傳送信號(hào)的過程中被看作電阻,但它并不消耗能量,信號(hào)的能量只能通過負(fù)載的阻抗吸收.從信號(hào)源到負(fù)載的最大能量傳輸要求負(fù)載阻抗等于源阻抗,如果兩者不匹配,從源出來的信號(hào)能量部分被負(fù)載阻抗吸收,剩下的部分將反射回源阻抗,信號(hào)源就只好做出相應(yīng)的變化去補(bǔ)償輸出.因此,負(fù)載端的信號(hào)波形就可以看作反射波與信號(hào)源輸出的疊加.

2023/6/16Olica141信號(hào)完整性分析實(shí)例反射原理

反射波的大小又取決于線阻抗與負(fù)載阻抗的失配情況以及信號(hào)源的跳變時(shí)間(transitiontime)與傳輸延遲時(shí)間(propagationdelay)的比率TR/TPD.阻抗的失配情況可以通過反射系數(shù)來衡量,TR與TPD的關(guān)系有如下幾中情況:a.

如果跳變時(shí)間TR遠(yuǎn)大于傳輸延遲時(shí)間TPD,當(dāng)信號(hào)反射回信號(hào)源時(shí),信號(hào)源的輸出只改變了一點(diǎn)點(diǎn),所以反射對(duì)信號(hào)就只引起小小的擾動(dòng),在負(fù)載端表現(xiàn)為小小的過沖. b.如果傳輸延遲時(shí)間足夠大,以至于當(dāng)反射信號(hào)反射回信號(hào)源時(shí),信號(hào)源的輸出已經(jīng)改變了許多,這時(shí)信號(hào)源就必須作出較大的變化去補(bǔ)償輸出.對(duì)這個(gè)大的補(bǔ)償輸出負(fù)載又會(huì)反射新的變化,如此往返,就會(huì)產(chǎn)生振鈴(ringing)現(xiàn)象.2023/6/16Olica142信號(hào)完整性分析實(shí)例反射的計(jì)算

當(dāng)信號(hào)線的長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)時(shí)才被視為傳輸線,傳輸線的反射信號(hào)的大小取決于傳輸線阻抗Z0與負(fù)載阻抗ZL的差別.反射信號(hào)與原信號(hào)的比值稱為反射系數(shù)Kr,它們之間的關(guān)系公式為:Kr=(ZL-Z0)/(ZL+Z0)

從上面的公式可以看出:a.當(dāng)傳輸線上的負(fù)載開路時(shí),相當(dāng)于ZL趨于無窮大,代入公式可得Kr=1,即此時(shí)的信號(hào)將全部反射回去;b.當(dāng)負(fù)載短路時(shí),相當(dāng)于ZL=0,代入上面的公式,可得Kr=-1.在這種狀態(tài)下的信號(hào)也會(huì)完全反射回去,只不過反射回去的信號(hào)方向跟前一種情況相反,從本質(zhì)上來說就是傳輸線為信號(hào)提供了一個(gè)無消耗的回路.2023/6/16Olica143信號(hào)完整性分析實(shí)例反射的計(jì)算

為了更好地理解反射的本質(zhì),下面舉一個(gè)實(shí)例通過計(jì)算來進(jìn)行說明.

假設(shè)我們使用的驅(qū)動(dòng)器的低電平輸出特性為(0.2v,24mA);負(fù)載為CMOS器件,其輸入阻抗為ZL=100k歐姆數(shù)量級(jí);而傳輸線的阻抗的典型值是30---150歐姆,為方便計(jì)算,這里取Z0=50歐姆.則源輸出阻抗:ZS=VOL/IOL=0.2V/24mA=8.3歐姆;負(fù)載端的反射系數(shù):Kr=(100000-50)/(100000+50)=1;源輸出端的反射系數(shù):Krs=(8.3-50)/(8.3+50)=-0.72;2023/6/16Olica144信號(hào)完整性分析實(shí)例反射的計(jì)算

下面討論計(jì)算源輸出從高電平到低電平的變化過程,也就是從3.5v變到0.2v的過程.

在源輸出端得到的交流信號(hào)為:V0=(0.2-3.5)*Z0/(Z0+ZS)=(0.2-3.5)*50/(50+8.3)=-2.84v;

信號(hào)源的交流信號(hào)為:VS1=3.5-2.84=0.66v

當(dāng)V0到達(dá)負(fù)載時(shí),發(fā)生完全發(fā)射,這是第一次反射,反射信號(hào)的大小為VR1=-2.84V.因負(fù)載端原來的電壓為3.5v,加上到達(dá)的V0(-2.84v)和反射信號(hào)(-2.84v),負(fù)載端的電壓變?yōu)?VL1=3.5-2.84-2.84=-2.19v2023/6/16Olica145信號(hào)完整性分析實(shí)例反射的計(jì)算

反射信號(hào)返回輸出端時(shí)也發(fā)生反射,這時(shí)的反射系數(shù)是-0.72,反射信號(hào)的大小為:VR2=VR1*KRS=-2.84*-0.72=2.04V這時(shí)輸出端的交流信號(hào)為：

VS2=0.66-2.84+2.04=-0.14V第二次反射信號(hào)又返回到負(fù)載端,這時(shí)負(fù)載端的電壓為:VL2=-2.19+2.04+2.04=1.89V用同樣的方法可以算得:VL3=-1.05V;VL4=1.07V;VL5=-0.45V…

信號(hào)如此往返,每往返一次信號(hào)就減弱一些,只有當(dāng)負(fù)載端電壓降至低于輸入門限電壓時(shí),負(fù)載端才算得到了正確的傳輸信號(hào).2023/6/16Olica1