隨著數(shù)字電路工作速度的提高，PCB、連接器、背板上信號(hào)的傳輸速率也越來越高，如HDMI 1.3的信號(hào)速率達(dá)到3.4Gb/s，USB3.0的信號(hào)速率已經(jīng)達(dá)到5Gb/s，PCI-E Gen3的信號(hào)速率更是高達(dá)8Gb/s，SATA下一代的信號(hào)速率將達(dá)到12Gb/s。

在較低數(shù)據(jù)速率時(shí)，驅(qū)動(dòng)器和接收機(jī)一般是導(dǎo)致信號(hào)完整性問題的主要因素。以往人們通常把印刷電路板、連接器、電纜和過孔當(dāng)成是簡單的部件，稍加考慮或者無需考慮其他因素就可以很容易地把它們組成一個(gè)系統(tǒng)?，F(xiàn)在，從邏輯電平0 到邏輯電平1 的數(shù)據(jù)上升時(shí)間已不足100 ps，如此高速的信號(hào)在傳輸線路上傳輸時(shí)會(huì)形成微波傳輸線效應(yīng)，這些傳輸線效應(yīng)對(duì)于信號(hào)的影響會(huì)更加復(fù)雜。很多系統(tǒng)內(nèi)的物理層有許多線性無源元件，它們會(huì)因阻抗不連續(xù)而產(chǎn)生反射，或者對(duì)于不同頻率成分有不同的衰減，因此作為互連的物理層特性檢驗(yàn)正變得日益關(guān)鍵。

一般用時(shí)域分析來描述這些物理層結(jié)構(gòu)的特征，為了獲得一個(gè)完整的時(shí)域信息，必須要測試反射和傳輸（TDR和TDT）中的階躍和脈沖響應(yīng)。隨著信號(hào)頻率的提高，還必須在所有可能的工作模式下進(jìn)行頻域分析，以全面描述物理層結(jié)構(gòu)的特征。S參數(shù)模型說明了這些數(shù)字電路所展示出的模擬特點(diǎn)，如不連續(xù)點(diǎn)反射、頻率相關(guān)損耗、串?dāng)_和EMI等。

全面的特性檢定包括前項(xiàng)和后向傳輸和反射、所有可能的工作模式以及頻域和時(shí)域。

傳統(tǒng)PCB板的阻抗測試方法不能完全描述信號(hào)經(jīng)過傳輸線路后的行為特點(diǎn)，因此對(duì)于這些高速傳輸線和連接器的分析也要把時(shí)域和頻域結(jié)合起來，采用更高級(jí)的分析方法，其中一種很有效的工具就是物理層測試系統(tǒng)（PLTS）。

物理層測試系統(tǒng)（PLTS）適合用于高速連接器、背板、PCB或電纜的信號(hào)完整性分析。PLTS 軟件引導(dǎo)用戶完成硬件設(shè)置、校準(zhǔn)和數(shù)據(jù)采集。時(shí)域反射計(jì)（TDR）和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）都可作為測量引擎，它們各自的校準(zhǔn)向?qū)⒃试S采用先進(jìn)的校準(zhǔn)技術(shù)，可去除不需要的測試夾具效應(yīng)，比如電纜損耗、連接器不連續(xù)性和印制電路板材料的介電損耗等。用PLTS器件數(shù)據(jù)庫通過許多有用方法觀看器件的性能特性， 可用Novel眼圖綜合引擎完成熟悉的時(shí)域分析（TDR 和TDT）。對(duì)于高速數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)，例如HDMI和SATA，由于高速數(shù)據(jù)的快上升時(shí)間沿會(huì)在背板通道內(nèi)產(chǎn)生微波傳輸線效應(yīng)，所以現(xiàn)在頻域分析已處于主導(dǎo)地位，因此我們經(jīng)常需要測試輸入差分插入損耗（SDD21）。PLTS提供的虛擬位圖發(fā)生器允許把用戶定義的二進(jìn)制序列或標(biāo)準(zhǔn)PRBS與測量數(shù)據(jù)相卷積而得到眼圖。此外，PLTS 還使用專利變換算法得到頻域和時(shí)域數(shù)據(jù)，正向和反向信號(hào)流，以及所有可能工作模式（單端、差分和模式轉(zhuǎn)換）中的傳輸和反射項(xiàng)。

PLTS軟件采用專門設(shè)計(jì)的用戶界面，使得設(shè)置、校準(zhǔn)和測量變得非常直觀，盡量避免了人為差錯(cuò)。向?qū)С绦驎?huì)引導(dǎo)用戶完成所有要求的步驟，它還會(huì)提示用戶連接被測器件、啟動(dòng)測量。設(shè)置和校準(zhǔn)在基于TDR的測試系統(tǒng)與基于VNA的測試系統(tǒng)間略有差異，但是PLTS軟件都提供了直觀的向?qū)С绦?，可以協(xié)助用戶逐步完成操作過程。

測試案例分析

確定了背板通道上的各元件后，就可制作和評(píng)估原型。連接器作為背板測試的載體，用PLTS 系統(tǒng)測量3種不同長度走線的差分插入損耗（SDD21）?，F(xiàn)在，多數(shù)數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)都把該SDD 21 作為性能的參照指數(shù)，可把該參數(shù)看成是差分信號(hào)沿背板通道傳播時(shí)的頻率響應(yīng)。衰減量vs.頻率是判斷性能優(yōu)劣的好方法。實(shí)際上，通道越短，作為頻率函數(shù)的衰減就越小。