信号质量测试和pcb审查教材.pdf

TEO-00-01 信号质量测试与PCB审查 主要内容 一、信号波形问题与典型案例分析 二、异常信号的形式、产生机理、危害及消除 方法 地线、电源反弹的信号形式、机理、危害及消除方法 振铃、过冲、回冲的信号形式、机理、危害及消除方法 串扰的信号形式、机理、危害及消除方法 图腾柱输出的信号问题 主要内容 三、信号测试的方法 信号分类及波形参数指标 信号测试方法 动态测试 测量系统的测试误差分析 四、PCB审查规则 后记：信号质量测试总结及建议 第一章、信号波形问题与典型案例分析 信号波形问题与典型案例 一、信号波形参数的概念 良好的符合要求的信号是电路正常工作的前提，而在 实际测试中经常会发现信号质量不佳的情况，根据以前 工作的经验，信号质量常见的问题主要表现在以下几个 方面：过冲，回冲，毛刺，边沿变化速率，边沿单调 性，电平幅值，电平宽度，纹波等。 信号波形问题与典型案例 二、信号波形常见问题与典型案例 ① 毛刺 毛刺作用在高速器件重要控制信号（时钟、读写信号等） 上，容易造成触发器误触发、控制信号控制错误等问题，毛刺 带来的问题多在器件替代后发生。产生毛刺的因素很多，比如 逻辑冒险，串扰、地线反弹等，其消除的方法也不尽相同。一 般宽度小于系统1/2最小时钟周期的脉冲都可以看成是毛刺。 信号波形问题与典型案例 ： ，导致通话杂音。 案例 *板上4M时钟信号有串扰毛刺 信号波形问题与典型案例 ②边沿速率（上升、下降时间） 边沿速度缓慢多发生在数据信号线上（串口信号线，HW信号 线等），往往会造成数据采样错误。其产生原因通常是输出端接 有大的容性负载，或输出是三态时充（放）电电流小等。而时钟 等控制信号对边沿速度有更高的要求。 信号波形问题与典型案例 案例： *板串口发射信号/TXD上升沿缓慢，导致*板不开工。 *板出现杂音 信号波形问题与典型案例 ③边沿单调性 边沿的回钩一般是由于反射造成的，如发生在时钟信号上易 造成逻辑混乱。 信号波形问题与典型案例 案例：*板和*板间通讯出错 原因：时钟信号上升沿不单调，有回钩 信号波形问题与典型案例 ④回冲 回冲产生的原因是信号线不匹配，消除的方法是加匹配电 阻。 信号波形问题与典型案例 ： D为E后出现杂音 案例 某板更换接口芯片BT8510 原因：2M时钟信号回冲过高 信号波形问题与典型案例 ⑤电平幅度 输入电平幅度不符合要求时，会造成器件功能异常，导致电 平异常的原因主要有：输出过载，信号线冲突等。 信号波形问题与典型案例 ： *板误码 案例 *板复位引起 原因：数据线冲突，出现半高电平 信号波形问题与典型案例 ⑥过冲 过冲带来的问题是容易对其它信号造成串扰，下降沿过冲 一般较大，容易造成器件的损坏。 造成过冲大的原因是不匹配，消除的方法有始端串电阻或 末端并联阻抗 （或电阻）。 信号波形问题与典型案例 ⑦电平宽度 一些信号（比如复位信号等）要求电平有一定的宽 度，不符合要求时，工作不可靠。 信号波形问题与典型案例 ⑧纹波 主要是指电源的信号质量， 直接影响器件的工作稳定性。 对于模拟电路，电源的波动 会耦合到输出信号上，产生 纹波。 对于数模混合电路，D/A或A/D转换会出现较大误差。 对于数字电路，电源电压波动可能引发逻辑发生混乱。 原因：出问题主要原因是电源滤波不好或地线分布不好。 信号波形问题与典型案例 ： 时摘机噪声问题 案例 *板采用芯片MC145567 原因：芯片-5V电源有纹波 第二章、异常信号的形式、产生机