信號完整性設計，在PCB設計過程中備受重視。目前信號完整性的測試方法較多，從大的方向有頻域測試、時域測試、其它測試3類方法。

但是3類方法不是任何情況下都適合使用，信號完整性的測試方法，需要用到的儀器也很多。熟悉各類測試方法的特性，按照測試對象的特征和需求，選用合適些設計試方法，對于選擇方案，驗證效果能夠大大提高效率。今天潤博君從實戰出發，為各位分享如下方法。

一、波形測試

波形測試，是信號完整性測試最基礎的方法，通常使用示波器進行測試。測試波形的幅度、毛刺、邊沿等。通過測試波形的特征，分析幅度、邊沿時間等指標是否滿足要求。波形測試需要遵循一定要求，才能保證測試誤差盡量小。

主機和探頭一起配套的帶寬要滿足要求。基板上測試系統的帶寬應該在測試信號帶寬的3倍以上。在工程實踐中，有的工程師隨意找些探頭就測試，不同廠家的探頭匹配不同廠家的示波器，綜合情況測試系統的誤差就會很大。

其次，需要注重細節。如測試點一般選擇在接收器件的附近，若條件限制無法測試，像BGA封裝這類的器件，需要放在靠近Pin腳的PCB走線上或者Via上。間隔接收器件PIn腳太遠，信號發射，可能會促使測試結果和實際真實信號差異較大。探頭的接地線，也盡可能選擇短的地線等。

最后，應該考慮匹配。主要關于使用同軸電纜測試的應用場景，同軸接到示波器上，負載常規是50Ω阻抗的直流耦合，對于有的電路，需要直流偏置，直接將測試系統接入會導致電路工作狀態有影響，最終導致測試不到正常的波形。

二、眼圖測試

眼圖測試，也是常規的測試方法。針對有相關規范要求的接口，如USB、SATA、HDMI、光接口等。該系列標準接口信號的眼圖測試，主要通過具有MASK的示波器（含通用示波器、采樣示波器、信號分析儀）。這類示波器內部具有的時鐘提取功能，能夠顯示眼圖。然而對于沒有MASK的示波器，需要使用外接時鐘實現觸發。

使用眼圖測試時，需要留意測試波形的數量，尤其是對于接口眼圖判斷是否符合規范時，數量太少，波形的抖動相對較小。常規情況下，測試波形的數量在3000左右最佳。

當前的一些儀器，使用分析軟件，能夠對眼圖的詳細情況進行查看，如在MASK中滲入了一些采樣點，在原來是不知道具體滲入情況。所有的采樣點是累加的，總體情況看就像長余暉顯示。

然而現在新的儀器，采用長存儲的方式。將波形采集后進行后期處理顯示，波形的每一個細節都能夠體現留存，可以查看波形的異常情況，如波形到底是10011還是01001，該功能能夠輔助電子工程師快速定位問題分析并解決。

三、抖動測試

抖動測試備受關注，鑒于專用的抖動測試儀器，比如TIA(時間間隔分析儀)、SIA3000，價格不便宜，使用頻次還很少。使用較多的是示波器加上軟件處理，如keysight的EZJIT軟件。通過軟件處理，分離出不同分量，比如RJ和DJ，以及DJ中的各個分量。對于該類測試，選擇的示波器，長存儲和高速采樣是必要條件，比如2M以上的存儲器，20GSa/s的采樣速率。

四、TDR測試

TDR測試目前主要應用于PCB(印制電路板)信號線、以及器件阻抗的測試，比如單端信號線，差分信號線，連接器線纜等。通常這類測試有要求，就是密切聯系實際應用。比如實際該信號線的信號上升沿應該在550 ps附近，那么TDR的輸出脈沖信號的上升沿需要對應設置在550ps左右，而不使用50ps左右的上升沿。否則測試結果可能和實際應用有較大差異。

縱觀影響TDR測試精度的因素，主要有讀數選擇、反射、校準等，反射會導致較短的PCB信號線測試值誤差嚴重，尤其是在使用TIP(探針)去測試的情況下最突出，因為TIP和信號線接觸點導致很大的阻抗離散，導致反射發生，并導致附近范圍的PCB信號線的阻抗曲線波動。

五、時序測試

如今器件的工作速率不斷加快，時序容限相對也越來越小。時序問題引發的產品不穩定等問題也是常見的，所以時序測試的重要性非常突出。測試時序常規需要多通道的示波器和探頭，示波器的碼型和狀態觸發或者邏輯觸發功能，方便快速抓取到目標波形。

邏輯分析儀用于做時序測試的情況并不多，因為它主要作用是分析碼型，即分析信號線上的具體是什么碼，密切聯合實際代碼，初步分析相關指令或數據。

針對要求不高的應用場合，可以使用邏輯分析儀來測試。其相對示波器而言，優勢在于通道數量多，但是其劣勢在于探頭連接困難，測試準備工序麻煩。

六、頻譜測試

在開發前期，關于產品的測試應用較少。然而在后期的系統測試，如EMC的試驗，許多產品必須經歷的測試過程。通過這種測試發現一些超標的頻點，然后使用近場掃描儀（核心儀器是頻譜儀）。像EMC Scanner分析電路板上具體的區域頻譜超標，從而排查超標的原因。但是這類設備通常較昂貴，一遍機構都不具備條件。因此常規情況下都是在設計前期考慮做好匹配和屏蔽，規避后期測試的結果不達標。

七、頻域阻抗測試

如今有許多標準接口，像E1（歐洲）/T1（北美）等，目的在于避免太多的能力反射，需要進行較好的匹配，同時在微波或者射頻，互相對接，阻抗都有所要求。通常情況下，需要進行頻域的阻抗測試，阻抗測試常用網絡分析儀（Network Analyzer），單端輸入端口簡單，差分輸入端口，較為復雜，需要巴倫進行差分和單端轉換。

八、傳輸線損耗測試

傳輸線損耗測試，主要針對長的電路板走線，或者線纜等，傳輸距離較遠，或者進行高速信號傳輸的情況下，以及頻域的串擾等，均可以通過網絡分析儀來測試。因此，對于PCB的差分信號或者雙絞線，可以使用巴倫進行差分轉換單端，或者使用4端口網絡分析儀來測試。

九、誤碼測試

誤碼測試通常是系統測試，使用誤碼儀，或者部分軟件都可以完成測試。有時候通過兩臺PC，使用軟件，測試連接兩臺PC間的網絡誤碼情況。誤碼測試能夠對數據的每一位進行測試，相比其它儀器（如示波器）只是部分時間開展采樣，剩下大部分時間都在等待。容易遺漏細節。尤其是低誤碼率的設備，誤碼測試需要耗費大量時間，有時耗時一整天，或者幾天。

在實際工程應用中，采用綜上所述的測試手段，需要根據被測試對象，具體情況具體分析。有的需要考慮接口、就需要眼圖測試、阻抗測試、誤碼測試燈。另外有的普通電路板，可以采用波形測試、時序測試等。若設計的電路有高速信號，可以使用TDR測試，針對高速串行信號、時鐘信號燈，還可以采用抖動測試等。

同時，還有許多的儀器都可以實現多種測試、像示波器、能夠實現時序測試、波形測試、眼圖測試、抖動測試等。網絡分析儀能夠實現頻域阻抗測試、傳輸損耗測試等。綜合分析、靈活應用，提高測試效率、及時規避設計中的問題關鍵。