带有预加重和均衡的高速信号测量

一、高速信号调试面临的挑战

在速率达到Gbps高速设计中，最常见的问题通常会是眼图不好、抖动过大等等。如图1所示，接收端芯片管脚处眼图很差，抖动成分很复杂。对于这样的问题，如果我们使用力科示波器配有的独特的抖动分解功能对抖动进行分解分析可以清楚的看到主要的抖动来自于330khz频点和125MHZ的谐波（如250MHZ、560MHZ左右）的频点，根据这些频点，我们可以更快捷更容易的发现此系统的问题主要可能是因为电源部分和125MZH时钟电路设计得不够完善，这样我们就可以有针对性的去改善这些电路。

当信号速率进一步提升后，仅改善设计电路可能并不能够完全改善信号眼图，此时发送端芯片一般会具备预加重调节功能，但是需要设计工程师去调节预加重为最优值以确保接收端信号眼图最优化。如图2所示，未加预加重/去加重时候，发送端眼图很好，但是接收端眼图很差；增加预加重后，接收端眼图得到有效的改善。由于芯片厂商一般会提供多种预加重的程度和幅度的调节，所以工程师们通常需要设法选择最优的，一般方法都是通过测试接收端的信号，每调节一次预加重，测试一次接收端信号眼图，需要经过很多次测试对比才能找到最优值，通常效率会比较低。

当信号速率更高时，通常达到5Gbps以上时，仅靠调试电路、调节发送端芯片预加重都难以改善接收端信号的眼图，如图3所示，发送端确实已经增加了预加重，但是接收端眼图仍旧闭合了，对于闭合的眼图就无法对其进行分析，而奇怪的是即使眼图如此糟糕，但是系统却仍旧工作良好，那么这是为什么呢——因为芯片接收端采用了均衡技术，虽然在接收端管脚处测得的眼图已经趋于闭合，但是均衡后的眼图通常会得到很好的改善。如图3右侧下方均衡后的眼图已经很好了，但是从图中可看出均衡后的点是在芯片内部，示波器可能不能够直接测试到均衡后的信号，而我们真正需要分析的其实是均衡后的眼图。那么大家应该会问，这样的话示波器在接收端已经测不到均衡后的信号，那么示波器还有什么用呢，在接收端芯片管脚处测试分析信号还有意义吗？力科眼图医生EyedoctorII软件可以为您解决这些问题。

图3 带有预加重和均衡的高速信号测试