普源示波器低压差分信号测试方案

低压差分信号(LVDS)是一种流行的信号系统，适用于需要使用低功率进行高速数据传输的应 用。通过使用彼此非常靠近的差分导体来实现对外部干扰的高抗扰性。干扰对两个迹线的影响 相同（共模），并且被以差分模式操作的接收器忽略。LVDS 也是为低 EMI 而设计的。这两条 迹线携带相反极性的信号，从而产生抵消磁场。

传统的并行式数据通信，即多通道数据与时钟分别传送，往往因为传输路径不一致而产生建立 与保持时间违反。当速度增加的时候，准确控制传输时延显得异常的困难，因此今天新型的数 据通信都已经是串行了。从并行到串行的改变除了数据速率的提高以外，对于测试方法也提出 了新的要求。

• 可靠的测试设备：

LVDS 采用多对高速差分信号传输数据，数据速率可以从几百 Mbps 至几个 Gbps。为了保证高速信号的传输，LVDS 使用差分线提供双向数据收发，因此可 以用比较小的信号摆幅提供更高的传输速率。由于 LVDS 的信号速率比较高，因此要对 LVDS 信号进行可靠的探测，对于示波器和探头的要求也非常高。

• 优秀的眼图分析能力：

为了验证 LVDS 的信号质量，通常会要求进行眼图、模板的测 试，这就还需要借助示波器的分析软件，并且对于不同的标准 LVDS 时钟恢复所需要不 同的时钟恢复方式，要确保示波器的时钟恢复方式可以满足测试要求。

• 精确测试信号抖动结果：

高速信号产生问题的原因很多时候都是由于抖动造成的，LVDS 信号出问题也有一半的原因都是由于时钟的抖动。时钟和信号中抖动的成因是很复杂 的，总的抖动成分 TJ 中包含了确定性抖动 DJ 和随机抖动 RJ，而 DJ 和 RJ 又分别是由很 多因素构成。因此 LVDS 的测试中应包含各抖动分量的测量项目。

RIGOL LVDS 测试解决方案

RIGOL LVDS 信号测试方案主要以下软硬件构成：

• DS70304 测试示波器

• PVA7250 有源差分探头

• PCA1030 电流探头

• DS70000-JITTER 眼图抖动分析选件

• 测试线缆若干

采集设备高速、稳定

方案中采用 DS70000 系列数字示波器作为采集单元，该示波器是 RIGOL 自主研发的第八代 数字示波器，基于 StationMAX II 代平台，实现了最高 20 GSa/s 实时采样率、3 GHz 模拟带 宽。除硬件指标的提升，DS7000 系列数字示波器还提供了多种人性化设计。确保用户 LVDS 测试的速度要求之余，还保证了测试效率。

PVA7000 是一款带宽高于 2.5 GHz，针对于高频解决方案的有源探头。它可以测量差分信号 和单端信号，并具有较好的共模抑制效果。PVA7000 使用快插式探头前端，支持三种探头前 端相互更换，从而优化了探头性能，提高了探头可用性。允许用户更换探头尖，延长探头的使 用寿命。探头尖的间距可精细调节以适应不同的待测点间距。

PCA1030 电流探头直接与波形测量仪器的 BNC 输入连接器相连，通过传感器头连接被测导 体，可轻松捕获电流波形。本探头具有以下特点：高精度电流检测、简捷的电流测量、具有优 秀的宽带频率、简便的超量程输入保护功能、独创的薄膜霍尔效应元件。

完整的眼图抖动测试软件

使用 DS70000 示波器上面的眼图测试功能，不仅提供了多种眼图恢复方式，还具有眼图模版 编辑功能。眼图模板定义了信号必须达到的标准参数范围。通过将实际信号的眼图与模板进行 比较，可以迅速判断信号是否符合特定的行业标准或设计规范。这大大简化了合规性测试流 程。使用眼图模板能够保证测试过程中的一致性和可重复性。无论是在不同的时间、地点还是 条件下进行测试，模板都能提供统一的参照标准，确保测试结果的可靠性和一致性。

抖动(Jitter)是高速数字信号系统中影响质量和性能的重要因素之一。利用示波器 DS70000 进 行抖动测试，可以深入了解信号的时序特性并识别潜在问题。这种详细的分析有助于理解抖动 的来源，并采取相应的措施进行优化。测试结果可以生成抖动直方图和趋势图，提供抖动分布 和变化趋势的可视化表示。这些图表帮助工程师更直观地理解抖动特性，并进行深入的故障排 查和性能优化。

测试结果

RIGOL 提供了一套完善的工具，包括数字示波器、专业的测试探头以及眼图测试软件，使得 LVDS 设备设计人员能够高效精确地进行信号捕捉、测试与分析。