DDR测试--SDRAM时钟分析案例

前个周末接到了一个朋友的电话，询问我如果内存有问题，需要测试哪些项目？对于这个很常见的问题，我习惯性的回答他先测量内存时钟和读写时序看看，然后结束了通话。没过一会，我那朋友又打过来，告诉我他遇到一个怪事，他用探头点测内存时钟时，系统的程序不卡了，可以顺利启动并运行。听到这个描述，我顿时感兴趣了，开始仔细询问待测试的电路和测试仪器。

待测试的电路板的内存控制器为A公司的ARM架构的MCU，内存为Micron的SDRAM，内存时钟频率为100MHz，测试仪器为某200M带宽示波器，探头为示波器标配的无源探头。在以往的探头培训中，我曾多次给客户讲探头的重要性，在我的幻灯片中有以下几句话：
在把探头连接到电路上时，可能会发生下面三种情况:
1. 您可以把实际波形形状传送到示波器屏幕上。
2. 探头可能会改变波形形状，您会在示波器上观察到不同形状的信号。
3. 您可能会改变被测设备的运行(良好的设备可能会开始不能正确运行，或反之)

显然，今天我这位朋友遇到的情况正好满足第三种的最后三个字，即探头使运行异常的设备变正常了。如果这样的情况能经常发生，想必每位加班debug电路的工程师都可以不再苦恼，只需一个合适的探头就可以找到问题原因并解决问题了。

从无源探头的原理来看，如图1所示为常见的无源探头的简化电路图，通常示波器标配的无源探头的直流输入电阻为10兆欧（探头的9兆欧与示波器前端1兆欧串联），输入电容为10pf左右，与9兆欧电阻并联。当待测试信号的频率较高时，容抗随着频率升高而减小，所以无源探头整体的输入阻抗变小，当频率为100MHz时，输入阻抗为159欧。

回到和朋友的对话，既然无源探头在100MHz时等效于100多欧的电阻，于是我建议他找个100欧的电阻并联端接到内存芯片的时钟上，即时钟信号接100欧电阻到地。十多分钟后，朋友告诉我并联100欧电阻后系统正常工作了，可以结束加班了。不过从示波器仅有的200MHz带宽来看，是根本无法准确测量100MHz的时钟信号的，所以，我们约定几天后把电路板带到力科深圳的实验室用更高带宽的示波器进行测量，这样可以准确分析端接电阻前后的时钟波形。