TWI445969B - 低壓差分訊號測試系統及方法 - Google Patents

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Description

低壓差分訊號測試系統及方法
本發明涉及一種訊號測試系統及方法，尤其關於一種低壓差分訊號測試系統及方法。
低壓差分訊號（Low Voltage Differential Signal，LVDS）是一種低擺幅的訊號傳輸技術，LDVS具有高速度、低功耗、低雜訊、低成本等優點，在高速資料傳輸上得到了廣泛的應用。
為了保證資料傳輸的正確性，需要對低壓差分訊號的高/低電壓准位、共模雜訊及偏置電壓進行測試。目前，對低壓差分訊號的測試需要依靠作業員的手工操作。手工操作的測試方法不僅效率低，而且容易出錯，已不能滿足快速高品質生產的競爭需求。
鑒於以上內容，有必要提供一種低壓差分訊號測試系統及方法，能夠快速準確地對低壓差分訊號實施測試。
一種低壓差分訊號測試系統，所述低壓差分訊號包括正源訊號及負源訊號，該系統包括：波形獲取模組，用於獲取所述正源訊號及負源訊號的波形；電壓准位量測模組，用於根據獲取的正源訊號與負源訊號的波形生成低壓差分訊號在差分狀態下的波形，並根據生成的低壓差分訊號在差分狀態下的波形量測低壓差分訊號在差分狀態下的高/低電壓准位；共模雜訊量測模組，用於根據獲取的正源訊號與負源訊號的波形生成低壓差分訊號在共模狀態下的波形，並根據生成的共模狀態下的波形量測低壓差分訊號的共模雜訊；及輸出模組，用於輸出量測的高/低電壓准位及共模雜訊。
一種低壓差分訊號測試方法，所述低壓差分訊號包括正源訊號及負源訊號，該方法包括：獲取步驟：獲取所述正源訊號及負源訊號的波形；電壓准位量測步驟：根據獲取的正源訊號與負源訊號的波形生成低壓差分訊號在差分狀態下的波形，並根據生成的低壓差分訊號在差分狀態下的波形量測低壓差分訊號在差分狀態下的高/低電壓准位；共模雜訊量測步驟：根據獲取的正源訊號與負源訊號的波形生成低壓差分訊號在共模狀態下的波形，並根據生成的共模狀態下的波形量測低壓差分訊號的共模雜訊；及輸出步驟：輸出量測的高/低電壓准位及共模雜訊。
本發明低壓差分訊號測試系統及方法，可以快速準確地測試低壓差分訊號的高/低電壓准位及共模雜訊。
參閱圖1所示，係本發明低壓差分訊號測試系統較佳實施例的應用環境示意圖。每一對低壓差分訊號13包括一個正源訊號14及一個負源訊號15。所述低壓差分訊號測試系統10運行於資料處理設備11（例如：電腦）中。該資料處理設備11與示波器12及顯示設備16通訊連接。示波器12透過測試探頭探測低壓差分訊號13。顯示設備16顯示低壓差分訊號13的測試結果。
參閱圖2所示，係圖1中低壓差分訊號測試系統10的功能模組圖。所述低壓差分訊號測試系統10包括波形獲取模組200、電壓准位量測模組210、共模雜訊量測模組220、偏置電壓量測模組230、判斷模組240及輸出模組250。
所述波形獲取模組200用於獲取低壓差分訊號13的正源訊號14及負源訊號15的波形。在本實施例中，波形獲取模組200發送波形捕獲命令給示波器12。根據該波形捕獲命令，示波器12捕獲低壓差分訊號的正源訊號14及負源訊號15的波形，並將捕獲的低壓差分訊號13的正源訊號14及負源訊號15的波形返回資料處理設備11。如圖4所示，實線40代表低壓差分訊號13的正源訊號14的波形，虛線41代表與該正源訊號14相對應的負源訊號15的波形。
所述電壓准位量測模組210用於根據獲取的正源訊號14及負源訊號15的波形量測低壓差分訊號13在差分狀態下的高/低電壓准位。在本實施例中，電壓准位量測模組210將正源訊號14與負源訊號15的波形相減，得到低壓差分訊號13在差分狀態下的波形。電壓准位量測模組210統計低壓差分訊號13在差分狀態下各個電壓值出現的頻率，將出現頻率最高的正電壓作為低壓差分訊號13在差分狀態下的高電壓准位，將出現頻率最高的負電壓作為低壓差分訊號13在差分狀態下的低電壓准位。在本實施例中，電壓准位量測模組210利用直方圖統計低壓差分訊號13在差分狀態下各個電壓值出現的頻率。如圖5所示，曲線50代表低壓差分訊號13在差分狀態下的波形，圖形51代表低壓差分訊號13在差分狀態下的直方圖。該直方圖中垂直方向表示電壓，水準方向表示電壓值出現的頻率。由該直方圖可知，低壓差分訊號13在差分狀態下的高電壓准位為0.35V，低電壓准位為-0.35V。在本實施例中，電壓准位量測模組210還用於量測低壓差分訊號13在差分狀態下的最大正電壓及最大負電壓。例如，測得低壓差分訊號13在差分狀態下的最大正電壓為0.39V，最大負電壓為-0.39V。
所述共模雜訊量測模組220用於根據獲取的正源訊號14及負源訊號15的波形量測低壓差分訊號13的共模雜訊。在本實施例中，共模雜訊量測模組220將低壓差分訊號13的正源訊號14與負源訊號15的波形相加，得到低壓差分訊號13在共模狀態下的波形，計算低壓差分訊號13在共模狀態下的最大電壓與最小電壓之差，以該最大電壓與最小電壓之差作為低壓差分訊號13的共模雜訊。例如，假設低壓差分訊號13在共模狀態下的最大電壓是2.35V，最小電壓是2.20V，則低壓差分訊號13的共模雜訊是0.15V。如圖6所示，曲線60代表低壓差分訊號13在共模狀態下的波形，該共模狀態下的波形由正源訊號14的波形40與負源訊號15的波形41相加而得。
所述偏置電壓量測模組230用於根據獲取的正源訊號14及負源訊號15的波形量測低壓差分訊號13的偏置電壓。在本實施例中，偏置電壓量測模組230根據低壓差分訊號13在共模狀態下的波形計算低壓差分訊號13的偏置電壓。具體來說，偏置電壓量測模組230計算低壓差分訊號13在共模狀態下的電壓的平均值，以該平均值的二分之一作為低壓差分訊號13的偏置電壓。例如，假設低壓差分訊號13在共模狀態下的電壓的平均值為2.3V，則低壓差分訊號13的偏置電壓為1.15V。在其他的實施例中，可以採用其他的方法量測低壓差分訊號13的偏置電壓。例如，偏置電壓量測模組230量測正源訊號14及負源訊號15的波形的各個交點的對應電壓，取各個交點對應電壓的平均值作為低壓差分訊號13的偏置電壓。
所述判斷模組240用於判斷量測的高/低電壓准位、共模雜訊及偏置電壓是否符合相關技術規範。例如，假設技術規範規定所述高電壓准位的最小值是0.25V，最大值是0.45V，若量測得到的高電壓准位是0.35V，則符合技術規範。
所述輸出模組250用於輸出量測的高/低電壓准位、共模雜訊及偏置電壓。在本實施例中，輸出模組250將所述高/低電壓准位、共模雜訊及偏置電壓顯示在與資料處理設備11相連的顯示設備16上。此外，輸出模組250還輸出所述高/低電壓准位、共模雜訊及偏置電壓符合技術規範的情況。
參閱圖3所示，係本發明低壓差分訊號測試方法較佳實施例的流程圖。
步驟S301，波形獲取模組200獲取低壓差分訊號13的正源訊號14及負源訊號15的波形。在本實施例中，波形獲取模組200發送波形捕獲命令給示波器12。根據該波形捕獲命令，示波器12捕獲低壓差分訊號的正源訊號14及負源訊號15的波形，並將捕獲的低壓差分訊號13的正源訊號14及負源訊號15的波形返回資料處理設備11。如圖4所示，實線40代表低壓差分訊號13的正源訊號14的波形，虛線41代表與該正源訊號14相對應的負源訊號15的波形。
步驟S302，電壓准位量測模組210根據獲取的正源訊號14及負源訊號15的波形量測低壓差分訊號13在差分狀態下的高/低電壓准位。在本實施例中，電壓准位量測模組210將正源訊號14與負源訊號15的波形相減，得到低壓差分訊號13在差分狀態下的波形。電壓准位量測模組210統計低壓差分訊號13在差分狀態下各個電壓值出現的頻率，將出現頻率最高的正電壓作為低壓差分訊號13在差分狀態下的高電壓准位，將出現頻率最高的負電壓作為低壓差分訊號13在差分狀態下的低電壓准位。在本實施例中，電壓准位量測模組210利用直方圖統計低壓差分訊號13在差分狀態下各個電壓值出現的頻率。如圖5所示，曲線50代表低壓差分訊號13在差分狀態下的波形，圖形51代表低壓差分訊號13在差分狀態下的直方圖。該直方圖中垂直方向表示電壓，水準方向表示電壓值出現的頻率。由該直方圖可知，低壓差分訊號13在差分狀態下的高電壓准位為0.35V，低電壓准位為-0.35V。在本實施例中，電壓准位量測模組210還用於量測低壓差分訊號13在差分狀態下的最大正電壓及最大負電壓。例如，測得低壓差分訊號13在差分狀態下的最大正電壓為0.39V，最大負電壓為-0.39V。
步驟S303，共模雜訊量測模組220根據獲取的正源訊號14及負源訊號15的波形量測低壓差分訊號13的共模雜訊。在本實施例中，共模雜訊量測模組220將低壓差分訊號13的正源訊號14與負源訊號15的波形相加，得到低壓差分訊號13在共模狀態下的波形，計算低壓差分訊號13在共模狀態下的最大電壓與最小電壓之差，以該最大電壓與最小電壓之差作為低壓差分訊號13的共模雜訊。例如，假設低壓差分訊號13在共模狀態下的最大電壓是2.35V，最小電壓是2.20V，則低壓差分訊號13的共模雜訊是0.15V。如圖6所示，曲線60代表低壓差分訊號13在共模狀態下的波形，該共模狀態下的波形由正源訊號14的波形40與負源訊號15的波形41相加而得。
步驟S304，偏置電壓量測模組230根據獲取的正源訊號14及負源訊號15的波形量測低壓差分訊號13的偏置電壓。在本實施例中，偏置電壓量測模組230根據低壓差分訊號13在共模狀態下的波形計算低壓差分訊號13的偏置電壓。具體來說，偏置電壓量測模組230計算低壓差分訊號13在共模狀態下的電壓的平均值，以該平均值的二分之一作為低壓差分訊號13的偏置電壓。例如，假設低壓差分訊號13在共模狀態下的電壓的平均值為2.3V，則低壓差分訊號13的偏置電壓為1.15V。在其他的實施例中，可以採用其他的方法量測低壓差分訊號13的偏置電壓。例如，偏置電壓量測模組230量測正源訊號14及負源訊號15的波形的各個交點的對應電壓，取各個交點對應電壓的平均值作為低壓差分訊號13的偏置電壓。
步驟S305，判斷模組240判斷量測的高/低電壓准位、共模雜訊及偏置電壓是否符合相關技術規範。例如，假設技術規範規定所述高電壓准位的最小值是0.25V，最大值是0.45V，若量測得到的高電壓准位是0.35V，則符合技術規範。
步驟S306，輸出模組250輸出量測的高/低電壓准位、共模雜訊及偏置電壓。在本實施例中，輸出模組250將所述高/低電壓准位、共模雜訊及偏置電壓顯示在與資料處理設備11相連的顯示設備16上。此外，輸出模組250還輸出所述高/低電壓准位、共模雜訊及偏置電壓符合技術規範的情況。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，本發明之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10‧‧‧低壓差分訊號測試系統
11‧‧‧資料處理設備
12‧‧‧示波器
13‧‧‧低壓差分訊號
14‧‧‧正源訊號
15‧‧‧負源訊號
16‧‧‧顯示設備
200‧‧‧波形獲取模組
210‧‧‧電壓准位量測模組
220‧‧‧共模雜訊量測模組
230‧‧‧偏置電壓量測模組
240‧‧‧判斷模組
250‧‧‧輸出模組
圖1係本發明低壓差分訊號測試系統較佳實施例的應用環境示意圖。
圖2係圖1中低壓差分訊號測試系統的功能模組圖。
圖3係本發明低壓差分訊號測試方法較佳實施例的流程圖。
圖4係低壓差分訊號的正源訊號及負源訊號的波形圖。
圖5係低壓差分訊號在差分狀態下的波形圖及直方圖。
圖6係低壓差分訊號在共模狀態下的波形圖。
10‧‧‧低壓差分訊號測試系統
200‧‧‧波形獲取模組
210‧‧‧電壓准位量測模組
220‧‧‧共模雜訊量測模組
230‧‧‧偏置電壓量測模組
240‧‧‧判斷模組
250‧‧‧輸出模組

Claims (10)

  1. 一種低壓差分訊號測試系統，所述低壓差分訊號包括正源訊號及負源訊號，該系統包括：
    波形獲取模組，用於獲取所述正源訊號及負源訊號的波形；
    電壓准位量測模組，用於根據獲取的正源訊號與負源訊號的波形生成低壓差分訊號在差分狀態下的波形，並根據生成的低壓差分訊號在差分狀態下的波形量測低壓差分訊號在差分狀態下的高/低電壓准位；
    共模雜訊量測模組，用於根據獲取的正源訊號與負源訊號的波形生成低壓差分訊號在共模狀態下的波形，並根據生成的共模狀態下的波形量測低壓差分訊號的共模雜訊；及
    輸出模組，用於輸出量測的高/低電壓准位及共模雜訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之低壓差分訊號測試系統，該系統還包括偏置電壓量測模組，用於根據獲取的正源訊號及負源訊號的波形量測低壓差分訊號的偏置電壓，所述輸出模組還用於輸出量測的偏置電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之低壓差分訊號測試系統，該系統還包括判斷模組，用於判斷量測的高/低電壓准位及共模雜訊是否符合技術規範。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之低壓差分訊號測試系統，其中所述電壓准位量測模組利用直方圖量測低壓差分訊號在差分狀態下的高/低電壓准位。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之低壓差分訊號測試系統，其中所述電壓准位量測模組還用於量測低壓差分訊號在差分狀態下的最大正電壓及最大負電壓。
  6. 一種低壓差分訊號測試方法，所述低壓差分訊號包括正源訊號及負源訊號，該方法包括：
    獲取步驟：獲取所述正源訊號及負源訊號的波形；
    電壓准位量測步驟：根據獲取的正源訊號與負源訊號的波形生成低壓差分訊號在差分狀態下的波形，並根據生成的低壓差分訊號在差分狀態下的波形量測低壓差分訊號在差分狀態下的高/低電壓准位；
    共模雜訊量測步驟：根據獲取的正源訊號與負源訊號的波形生成低壓差分訊號在共模狀態下的波形，並根據生成的共模狀態下的波形量測低壓差分訊號的共模雜訊；及
    輸出步驟：輸出量測的高/低電壓准位及共模雜訊。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之低壓差分訊號測試方法，該方法還包括偏置電壓量測步驟：根據獲取的正源訊號及負源訊號的波形量測低壓差分訊號的偏置電壓，所述輸出步驟還包括輸出量測的偏置電壓。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之低壓差分訊號測試方法，該方法還包括判斷步驟：判斷量測的高/低電壓准位及共模雜訊是否符合技術規範。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之低壓差分訊號測試方法，其中所述電壓准位量測步驟利用直方圖量測低壓差分訊號在差分狀態下的高/低電壓准位。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之低壓差分訊號測試方法，其中所述電壓准位量測步驟還包括：量測低壓差分訊號在差分狀態下的最大正電壓及最大負電壓。
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