一、项目背景和客户需求

　　一家做车载高速连接器和线束的电子科技公司，正在做新一代车载 SerDes 链路的信号完整性评估。这个项目要用 3.125 Gbps 的码型激励被测的连接器和线束，测眼图、抖动和串扰，判断这批样品的信号传输能力够不够。项目周期预计是 1 个月。

　　客户实验室原来的做法是用一块带 SerDes 输出的评估板当激励源，码型固定，只能跑板子支持的几种模式，想换码型或者调整速率就得换板子;示波器是 1 GHz 带宽的入门机型，测 3.125 Gbps 信号的眼图基本是糊的，抖动分解更谈不上。如果按需求新购一套码型发生器加 8 GHz 示波器，设备采购成本在二十万以上，但这个项目是样品评估，1 个月做完就出结论，客户工程师判断直接采购不经济，然后就转向了租赁方案。

　　客户提出来的需求比较明确：

　　要能输出 3.125 Gbps 的 PRBS 码型，码型长度可换，用于不同场景的评估;

　　要差分输出，码型的两路要严格对称，不能引入额外的偏斜;

　　要能测眼图、总抖动和确定性抖动，抖动分解要可信;

　　四通道的示波器，除了测主链路，还要能同时测相邻通道的串扰。

　　二、配置思路和选型过程

　　接到客户咨询之后，我们的工程师先没有直接报租赁价格，然后和客户的信号完整性工程师通了一次电话，把需求拆成激励和测量两块，再按每一块倒推配置。

　　第一块，激励。客户要的是一路可控的高速码型。工程师选了是德科技 81134A 双通道脉冲 / 码型发生器，频率范围 15 MHz 到 3.35 GHz，覆盖 3.125 Gbps 的速率，两路差分输出，幅度 50 mV 到 2 V 可调，每通道 12 MBit 的码型存储，支持 PRBS 和 NRZ/RZ/R1 码型。差分输出这一点很关键，两路是从同一个时基出来的，码型严格互补，比用两块板子拼出来的差分信号干净得多。另外这台设备支持延迟控制输入，可以注入抖动，后面做抖动容限评估的时候用得上。

　　第二块，测量。客户要测眼图和抖动分解，带宽要够。工程师选了是德科技 MSOS804A 高清晰度混合信号示波器，8 GHz 带宽、4 路模拟加 16 路数字通道、10 位 ADC，最高 20 GSa/s 采样率，每通道标配 50 Mpts 存储。8 GHz 带宽对 3.125 Gbps 信号来说余量充足，10 位 ADC 的好处是垂直分辨率高，测眼图的时候眼高的读数更细。4 路模拟通道正好一路测主链路，另外几路测相邻通道做串扰评估，16 路数字通道还能接控制信号。

　　两块合起来，最终配置是这样：是德科技 81134A 双通道脉冲 / 码型发生器 1 台，是德科技 MSOS804A 高清晰度混合信号示波器 1 台，配套差分探头、同轴电缆和衰减器，租赁周期 1 个月。

　　三、租赁交付和全程技术指导

　　设备发货之前，我们的工程师先把 81134A 逐通道核查了输出幅度和码型正确性，两路的互补关系也确认过;示波器做了开机自检和通道校准，探头和电缆也按测试需求配好，然后才打包发往客户实验室。

　　设备到场之后，客户工程师第一次测眼图就发现交叉点明显偏了，眼图上下不对称，共模噪声也偏大。客户的信号完整性工程师打了电话过来。我们的工程师远程看了一下接线和设置，判断是差分两路的偏斜没有校准。81134A 的两路输出虽然来自同一个时基，但是两路的传输路径和输出端存在微小的时延差，直接当差分用，两路到达被测件的时间不同，等效于在差分信号上叠了一个共模分量，眼图的交叉点就偏了。工程师指导客户用示波器同时测两路输出的同一个码型边沿，读出两路的到达时间差，然后在码型发生器里用通道延迟功能把这个差值补偿掉，再做一次复测确认交叉点回到中间。调整之后，眼图对称了。

　　第二个问题出现在抖动测量上。客户测出来的总抖动明显比预期大，不同次测量的结果差异也很大，客户怀疑是码型发生器的抖动太大。我们的工程师远程看了一下示波器的设置，判断是时钟恢复没有配。测眼图和抖动的时候，如果直接用数据边沿或者外部时钟触发，测出来的抖动里就包含了时钟本身的抖动，总抖动当然大;正确的做法是用示波器的时钟恢复功能，按被测链路的速率和标准要求设置环路带宽，把低频的时钟漂移滤掉，只看数据本身的抖动。工程师指导客户打开时钟恢复，按 3.125 Gbps 的设置配好环路带宽，重新测量。调整之后，总抖动和确定性抖动的分解结果稳定了，和理论预期也对得上。

　　第三个问题出现在眼高的读数上。客户测出来的眼高比仿真值低了不少，一度以为连接器的插入损耗超标。我们的工程师远程看了一下测试链路，判断是测试夹具的损耗没有去嵌。客户用了一块转接夹具把连接器接到示波器，夹具本身的走线和连接器有损耗，这部分损耗叠加在被测件的损耗上，眼高自然偏低。工程师指导客户先用夹具做一次直通测量，把夹具的插入损耗和回波损耗标定出来，然后在示波器的分析软件里做去嵌，把这部分损耗从测量结果里扣掉。去嵌之后，眼高回到了和仿真接近的水平，客户再判断连接器本身的好坏就有依据了。

　　整个 1 个月租赁期间，客户在 PRBS 码型切换、串扰测量的通道配置、抖动分解的参数设置、眼图模板这些环节上又陆续问过几次问题，我们的工程师都在当天做了远程回复。租赁期间全程技术指导是安泰测试科技的标配服务。

　　四、实施结果

　　客户用这套配置在 1 个月内完成了样品的评估：

　　测了三批共二十多组连接器和线束在 3.125 Gbps 下的眼图，眼高和眼宽都满足链路预算要求，其中两组样品的眼高余量不足 20%，判定为不合格;

　　做了抖动分解，确定性抖动主要来自码型相关抖动，和连接器的阻抗不连续有关，给结构设计提供了改进方向;

　　测了相邻通道的串扰，最近的一对通道在 3.125 Gbps 下的串扰幅度超出预期，客户调整了线束的屏蔽和绞距之后复测改善;

　　把测试夹具的损耗标定数据和去嵌参数整理成模板，后续同类测试可以直接调用。

　　项目结束之后，设备按期退回安泰测试科技库房，客户没有产生设备采购和后续校准的负担。客户的信号完整性工程师反馈，码型发生器的差分输出比原来用评估板当激励源干净很多，码型可换、速率可调，测试覆盖范围宽了不少;远程技术指导在差分偏斜、时钟恢复和夹具去嵌这三件事上帮他们纠正了测量方法，尤其是时钟恢复，如果不配，测出来的抖动数据是不能用来判断产品的。

　　五、这套配置适合哪些场景

　　这套由码型发生器和 8 GHz 示波器组成的配置，适合下面几类测试任务：

　　车载 SerDes、工业相机、显示接口等高速连接器和线束的眼图与抖动评估;

　　高速差分线缆、背板和 PCB 走线的信号完整性测试;

　　连接器、转接器和测试夹具的插入损耗、回波损耗标定与去嵌;

　　多通道串扰和差分偏斜的评估;

　　高校和科研院所在高速互连、信号完整性课题中的验证测试。

　　如果测试需要可控的码型和可信的抖动分解，用评估板当激励源往往覆盖不了码型和速率的组合，可以考虑码型发生器加高带宽示波器的方案。安泰测试科技的工程师会先和你确认速率、码型要求和测量项目，然后给出对应的配置方案。

　　六、常见问题

　　问：为什么码型发生器的两路要做偏斜校准?

　　答：两路输出虽然来自同一个时基，但传输路径和输出端有微小的时延差。直接当差分用，两路到达被测件的时间不同，等效于在差分信号上叠加了共模分量，眼图的交叉点就会偏移。用示波器测出两路的到达时间差，再用通道延迟补偿掉就可以。

　　问：眼图测量为什么一定要开时钟恢复?

　　答：不开时钟恢复的时候，触发用的是数据边沿或者外部时钟，测出来的抖动里包含时钟本身的抖动和低频漂移，总抖动会明显偏大，结果也不稳定。开了时钟恢复，按链路速率和标准要求设置环路带宽，才能把数据本身的抖动分离出来。

　　问：眼高比仿真低很多是什么原因?

　　答：先怀疑测试夹具。转接夹具的走线和连接器有损耗，这部分损耗叠加在被测件上，眼高就会偏低。用夹具做一次直通测量，标定插入损耗和回波损耗，再做去嵌，扣掉夹具的影响，剩下的才是被测件本身的性能。

　　问：3.35 GHz 的码型发生器够测 3.125 Gbps 吗?

　　答：够。3.125 Gbps 的 NRZ 信号基频在 1.56 GHz 左右，码型发生器的 3.35 GHz 覆盖了主要谐波成分，边沿也足够快。如果要测更高速率，比如 6 Gbps 以上，就需要更高频的码型发生器。

　　问：串扰测量怎么配通道?

　　答：用一路通道测被干扰通道，另一路测干扰源的邻近通道，码型发生器的两路可以分别驱动主通道和干扰通道，示波器的多路模拟通道同时采集，这样才能看出串扰的时域形态。测量时注意通道之间的时延校准。

　　问：租赁流程大概是什么样?

　　答：客户先把速率、码型要求和测量项目发给我们，工程师确认配置和附件之后给出租赁报价。确认方案之后我们发货，设备到场后工程师远程协助差分偏斜校准、时钟恢复设置和夹具去嵌。租赁期间有技术问题随时联系工程师。项目结束之后安排退租。