硬件測試技術及信號完整性分析課件

硬件測試技術.6/8/20231Olica課程大綱硬件測試概述測試前準備硬件測試的種類與操作硬件測試的級別可靠性測試測試問題解決測試效果評估測試規(guī)范制定測試人員的培養(yǎng).6/8/20232Olica硬件測試概述1、硬件測試的概念測試是為了發(fā)現(xiàn)錯誤而執(zhí)行操作的過程測試是為了證明設計有錯，而不是證明設計無錯誤一個好的測試用例是在于它能發(fā)現(xiàn)至今未發(fā)現(xiàn)的錯誤一個成功的測試是發(fā)現(xiàn)了“至今未發(fā)現(xiàn)的錯誤”的測試.6/8/20233Olica硬件測試概述2、硬件測試的目的測試的目的決定了如何去組織測試。如果測試的目的是為了盡可能多地找出錯誤，那么測試就應該直接針對設計比較復雜的部分或是以前出錯比較多的位置。如果測試目的是為了給最終用戶提供具有一定可信度的質量評價，那么測試就應該直接針對在實際應用中會經常用到的商業(yè)假設。

綜合評估，決定產品的測試方向！.6/8/20234Olica硬件測試概述3、硬件測試的目標——產品的零缺陷關注點：產品規(guī)格功能的實現(xiàn)，性能指標，可靠性，可測試性，易用性等。實現(xiàn)的保障：產品的零缺陷構筑于最底層的設計，源于每一個函數(shù)、每一行代碼、每一部分單元電路及每一個電信號。測試就是要排除每一處故障和每一處隱患，從而構建一個零缺陷的產品。

MTBF不是計算出來的，而是設計出來的。

.6/8/20235Olica硬件測試概述4、硬件測試的意義測試并不僅僅是為了要找出錯誤。通過分析錯誤產生的原因和錯誤的分布特征，可以幫助項目管理者發(fā)現(xiàn)當前設計過程的缺陷，以便改進。同時，這種分析也能幫助我們設計出有針對性地檢測方法，改善測試的有效性。沒有發(fā)現(xiàn)錯誤的測試也是有價值的，完整的測試是評定測試質量的一種方法。.6/8/20236Olica硬件測試概述5、目前業(yè)界硬件測試的開展狀況

隨著質量的進一步要求，硬件測試工作在產品研發(fā)階段的投入比例已經向測試傾斜，許多知名的國際企業(yè)，硬件測試人員的數(shù)量要遠大于開發(fā)人員。而且對于硬件測試人員的技術水平要求也要大于開發(fā)人員。.6/8/20237Olica硬件測試概述6、硬件測試在企業(yè)價值鏈中的地位——采購——研發(fā)——測試——生產——銷售——測試是每項成功產品的必經環(huán)節(jié).6/8/20238Olica硬件測試概述7、硬件測試對公司形象和公司發(fā)展的重要性

硬件測試是評估產品質量的重要方法產品質量是公司的信譽和品牌象征公司的信譽和質量決定了公司的發(fā)展前景.6/8/20239Olica硬件測試概述8、硬件測試的一般流程和各階段點的輸出文件

.6/8/202310Olica課程大綱硬件測試概述測試前準備硬件測試的種類與操作硬件測試的級別可靠性測試測試問題解決測試效果評估測試規(guī)范制定測試人員的培養(yǎng).6/8/202311Olica測試前準備1、正規(guī)檢視硬件設計審查原理圖檢視

PCB檢視發(fā)現(xiàn)硬件設計原理缺陷發(fā)現(xiàn)成本浪費問題發(fā)現(xiàn)降額不規(guī)范設計發(fā)現(xiàn)布局和布線的缺陷發(fā)現(xiàn)EMC等專項設計缺陷.6/8/202312Olica測試前準備2、正規(guī)檢視的流程檢視專家的確定評審專家預檢視檢視問題反饋整理

檢視會議召開檢視問題確認，解決檢視問題跟蹤.6/8/202313Olica測試前準備3、FMEA（故障模式影響分析）

分析系統(tǒng)中每一產品所有可能產生的故障模式及其對系統(tǒng)造成的所有可能影響，并按每一個故障模式的嚴重程度、檢測難易程度以及發(fā)生頻度予以分類的一種歸納分析方法。.6/8/202314Olica測試前準備FMEA的意義能幫助設計者和決策者從各種方案中選擇滿足可靠性要求的最佳方案；保證所有元器件的各種故障模式及影響都經過周密考慮；能找出對系統(tǒng)故障有重大影響的元器件和故障模式，并分析其影響程度；有助于在設計評審中對有關措施（如冗余措施）、檢測設備等作客觀的評價；.6/8/202315Olica測試前準備FMEA的意義（續(xù)）能為進一步定量分析提供基礎；能為進一步更改產品設計提供資料；能為產品可測試方案提供基礎材料；能為技術支援人員提供維修指南；為基于故障模式的測試提供依據(jù)。.6/8/202316Olica測試前準備FMEA的層次信號級：對接口信號或某些特殊器件的分析器件級：對系統(tǒng)內功能模塊的可靠性分析系統(tǒng)級：對系統(tǒng)的整體可靠性分析.6/8/202317Olica測試前準備嚴酷度

在某些系統(tǒng)中，最終影響的嚴重程度等級又稱為嚴酷度（有時也稱為嚴重度，系指故障模式所產生后果的嚴重程度）類別。嚴重程度等級（嚴酷度類別）定義應考慮到故障所造成的最壞的潛在后果來確定。嚴酷度的定義是FMEA的前提和基礎，有了共識的嚴酷度才可以保證FMEA的順利開展和問題的落實。.6/8/202318Olica測試前準備.6/8/202319Olica測試前準備風險分析風險分析的目的是按每一故障模式的嚴重程度及該故障模式發(fā)生的概率所產生的綜合影響對系統(tǒng)中的產品劃等分類，以便全面評價系統(tǒng)中各種可能出現(xiàn)的產品故障的影響，它是一種相對定量的分析方法，通常借助圖形工具（如矩陣圖）來輔助分析。風險分析常用的方法有兩種，即風險優(yōu)先數(shù)（RiskPriorityNumber，RPN）法和危害性分析（CriticalityAnalysis）法前者主要用于汽車等民用工業(yè)領域，后者主要用于航空、航天等軍用領域。在進行風險分析時可根據(jù)具體情況選擇一種方法。.6/8/202320Olica測試前準備FMEA分析步驟和要點確定范圍確定功能失效模式潛在影響嚴酷度分類潛在原因發(fā)生頻度控制措施探測率RPN整改措施如何定義嚴酷度分類：對操作者危害最高失效概率：每小時，每班次，每天，每星期。。。潛在影響：停機：損壞，裝備與調整，試機損失報廢：缺陷部件，工具類安全：找原因：以前FMEA分析失效日志接口矩陣（物理干涉，能量傳遞，物流，信息轉移）保證書專題研究報告測試報告現(xiàn)場服務報告.6/8/202321Olica測試前準備FMEA分析表格編號器件名稱所屬功能單元失效率失效模式失效比例局部影響對功能單元的影響對系統(tǒng)的最終影響嚴酷度已有的檢測方法已有的補償措施建議改進措施備注.6/8/202322Olica測試前準備4、故障處理故障檢測故障定位故障隔離故障恢復.6/8/202323Olica測試前準備故障檢測

故障檢測是指明確到故障已經發(fā)生的過程，是故障處理流程的前提。這里提到的檢測一般是指系統(tǒng)在故障發(fā)生后的自動的檢測，一般不需要人進行操作。在進行故障檢測的時候需要結合軟、硬件故障檢測方法。某些故障可能需要多次檢測確認，避免進行誤告警和誤操作.6/8/202324Olica測試前準備故障定位

故障定位是指將故障定位到現(xiàn)場最小可更換單元的過程，是故障維修的基礎。故障定位的目的是為了便于維修工程人員進行現(xiàn)場的故障維修和返修件的故障處理。.6/8/202325Olica測試前準備故障隔離

故障隔離一般是將故障限定到可更換單元內部的過程。故障隔離的目標是將故障能夠限定在越小的功能單元。故障隔離是為了將故障的影響范圍限制在盡可能小的范圍之內。故障是無法避免的，如何將故障產生的影響降到最低，是故障隔離所要考慮的關鍵。.6/8/202326Olica測試前準備故障恢復

故障恢復是將系統(tǒng)的功能狀態(tài)恢復到故障發(fā)生前狀態(tài)的過程，是客戶最關心的也是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵步驟。常用的故障恢復手段有復位、冗余倒換、重發(fā)等。故障恢復盡量需要做到自動進行，以降低對用戶的影響。.6/8/202327Olica測試前準備5、測試計劃描述該測試計劃所應達到的目標如下（可依據(jù)項目的實際要求做適當調整）：所有測試需求都已被標識出來；測試的工作量已被正確估計并合理地分配了人力、物力資源；測試的進度安排是基于工作量估計的、適用的；測試啟動、停止的準則已被標識；測試輸出的工作產品是已標識的、受控的和適用的。.6/8/202328Olica測試前準備測試計劃的內容測試計劃一般應該包含一下的內容：測試對象，明確版本，范圍，任務劃分角色和職責測試和不被測試的特性原因測試通過與否的標準測試任務安排測試結束的交付件工作量評估.6/8/202329Olica測試前準備6、測試用例

測試用例更多的是需要描述測試方法，測試步驟，測試的預期效果，需要達到的指標。需要更加詳細的對每一條測試項目進行描述。測試用例是直接用來指導測試的，所以對測試項目的描述需要更具體，更便于參考操作。.6/8/202330Olica測試前準備測試用例的一般格式測試用例編號測試項目（模塊或單元）測試子項目（子項目描述）測試級別（必測、選測、可測）測試條件（環(huán)境、儀器等相關要求）測試步驟和方法（具體細致的操作方法）應達到的指標和預期效果備注.6/8/202331Olica測試前準備7、測試需求的來源一切測試的需求都來自于產品設計的規(guī)格，規(guī)格來自于用戶的需求。因此我們的測試是針對產品規(guī)格的測試。具體可以從以下幾方面進行考慮：產品設計功能根據(jù)功能的實現(xiàn)，分別對實現(xiàn)該功能的各個環(huán)節(jié)進行測試，從硬件、單板軟件、高層軟件到用戶界面，只有各個環(huán)節(jié)都暢通無阻，才能保證該功能的正常實現(xiàn)。可靠性備份、倒換、插拔、互助、自愈等.6/8/202332Olica測試前準備測試需求的來源（續(xù)）指標性能需求指標包括電接口指標、光接口指標、時鐘指標、傳輸指標和指標容差，指標一般都有相關的標準可查。性能一般可從容量、處理能力、容限等方面去考慮，一般是測試異常輸入條件下的單元、模塊、系統(tǒng)處理情況。性能測試的異常條件主要是指邊界條件、異常條件及故障相關性。組網組網需求：電信網組網、異種廠商的互聯(lián).6/8/202333Olica測試前準備測試需求的來源（續(xù)）應用環(huán)境應用環(huán)境一般可從以下幾個方面考慮：高溫、低溫、高低溫交變、鹽霧、濕熱、防塵接地、電源、震動、沖擊、存儲、運輸電磁兼容性斷電恢復性.6/8/202334Olica課程大綱硬件測試概述測試前準備硬件測試的種類與操作硬件測試的級別可靠性測試測試問題解決測試效果評估測試規(guī)范制定測試人員的培養(yǎng).6/8/202335Olica硬件測試的種類與操作1、測試設計測試并不是簡單意義上的一些測試操作，在測試前需要有詳細的設計，周密的策劃，測試是一項高難度的工作。測試設計概念的范圍很廣，大致可以分為以下幾類：設計測試平臺，用此測試平臺能進行通用項目的測試，或是進行能用此測試平臺作一類測試。設計測試工具，設計測試軟件。設計測試裝備。設計測試用例，測試方法。.6/8/202336Olica硬件測試的種類與操作測試設計的好處良好的測試設計和有效測試工具可減少重復低效的勞動有效地開發(fā)利用測試工具可使測試更深入、更全面有些復雜的測試只能依靠測試工具進行自動測試在測試中經常進行測試設計是提升技術水平的有效手段我們在做測試工作時，不能因循守舊，需要時刻考慮如何改進我們的測試效果，提高我們的測試效率，在測試點上進行深入研究，開發(fā)測試工具，最終使我們的所有點的測試達到自動化。.6/8/202337Olica硬件測試的種類與操作良好的測試設計同樣也是節(jié)約測試成本的手段現(xiàn)在的測試工作中，經常會遇到一些無法在實驗室模擬的情況，可能在實際現(xiàn)場也無法模擬，并且如果要模擬所花的代價很大，如滿配置、最大負荷的情況，而這些項目的測試通過與否是檢驗系統(tǒng)性能的重要手段。這個測試任務便給我們提出了編寫測試軟件模擬大負荷情況的要求。不但實現(xiàn)和自動化，而且大幅度的節(jié)約了成本。.6/8/202338Olica硬件測試的種類與操作2、基礎指標測試信號質量測試

基本的信號質量測試是通過測試單板上的各種信號質量，根據(jù)信號種類的不同，用不同的指標來衡量信號質量的好壞，并對信號質量的分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設計中的不足。開發(fā)人員根據(jù)已有的信號質量和時序調試和測試方面的規(guī)范和指導書，在單板調試階段完成對單板信號質量的全面測試并完整記錄結果。測試儀器——示波器.6/8/202339Olica硬件測試的種類與操作時序測試對板內信號時序進行調試，驗證信號實際時序關系是否可靠，是否滿足器件要求和設計要求；分析設計余量，評價單板工作可靠性。開發(fā)人員根據(jù)已有的信號質量和時序調試和測試方面的規(guī)范和指導書，在單板調試階段完成對單板時序（包括邏輯外部時序）的全面調試和測試。測試儀器——示波器，邏輯分析儀.6/8/202340Olica硬件測試的種類與操作3、功能測試功能測試是根據(jù)硬件詳細設計報告中提及的功能規(guī)格進行測試，驗證設計是否滿足要求。功能測試是系統(tǒng)功能實現(xiàn)的基本，是需要嚴格保證測試通過率的。如被測對象與其規(guī)格說明、總體/詳細設計文檔之間存在任何差異的均需要詳細描述。一般包含，電源、CPU、邏輯、復位、倒換、監(jiān)控、時鐘、業(yè)務等。.6/8/202341Olica硬件測試的種類與操作4、性能測試——容限測試指使系統(tǒng)正常工作的輸入允許變化范圍。容限測試的目的是通過測試明確知道我們的設備到底在什么樣的條件范圍下能夠正常工作，薄弱環(huán)節(jié)到底在哪里。能否發(fā)現(xiàn)和驗證器件降額的問題，系統(tǒng)工作允許范圍內的臨界點上的性能。.6/8/202342Olica硬件測試的種類與操作5、容錯測試——FIT指通過冗余設計等手段避免、減小某些故障對系統(tǒng)造成的影響以及在外部異常條件恢復后系統(tǒng)能夠自動恢復正常的能力。容錯測試的目的是要檢驗系統(tǒng)對異常情況是否有足夠的保護，是否會由于某些異常條件造成故障不能自動恢復的嚴重后果。容錯測試的一般方法就是采用故障插入的方式，模擬一些在產品使用過程中可能會產生的故障因素，進而考察產品的可靠性及故障處理能力的一種測試方法。.6/8/202343Olica硬件測試的種類與操作5、容錯測試——FIT容錯測試項目的來源主要是通過FMEA獲得，是驗證FMEA分析結果的一種手段。而且某些通過FMEA分析無法準確獲得結論的項目也要通過FIT來進行模擬。容錯測試還包括的另外一個主要內容就是操作方面的，主要模擬在用戶使用不當?shù)臅r候系統(tǒng)的容忍錯誤的能力。.6/8/202344Olica硬件測試的種類與操作5、容錯測試——FIT容錯測試一般允許出現(xiàn)一些功能異常，但是不能出現(xiàn)功能喪失或故障擴散等嚴重的安全隱患。常用的故障插入測試方法有時鐘拉偏、誤碼插入、電源加擾等，，常用測試工具有些是專用的，有些是內部開發(fā)的。通過容錯測試，還可以確定在產品的實際應用過程中哪些錯是易產生的，哪些錯是可以避免的，以盡量減少損失。.6/8/202345Olica硬件測試的種類與操作6、長時間驗證測試由于電子類產品很多是需要長時間運行的，所以進行長時間的驗證測試是很有必要的某些器件應用不當?shù)脑O計，更容易在長時間的運行中，才會顯露出來。系統(tǒng)的散熱能力也只有在長時間的大功率運行時才容易暴露。長時間的運行才容易發(fā)生某些被忽略的偶然因素，容易發(fā)現(xiàn)某些潛在問題。.6/8/202346Olica硬件測試的種類與操作6、長時間驗證測試長時間測試不僅對于系統(tǒng)而言，在進行單元測試和集成測試時，對于每一個功能模塊均需要進行長時間的功能驗證。長時間的驗證具體的時間把握同產品的實際使用情況相關，對于通信產品系統(tǒng)，一般建議測試時間要達到一星期。對于每一個功能模塊的時間要求一般要達到兩天。.6/8/202347Olica硬件測試的種類與操作7、一致性測試一致性測試是指將不同批次的產品分別取樣，進行測試驗證，考察產品功能和性能方面一致性的測試

為了驗證不同生產批次的產品質量和不同批次器件的質量，是否具有較高的一致性，是否能夠滿足產品的功能和使用條件要求。.6/8/202348Olica硬件測試的種類與操作7、一致性測試測試要點測試至少要包含3次活以上不同器件批次和生產批次的產品測試項目要包含所有的功能測試項目，和重要的信號質量和時序等項目重點需要驗證長時間的穩(wěn)定性是否一致如果具備條件，需要驗證在環(huán)境條件變化時（如高溫環(huán)境），各樣品的一致性能。.6/8/202349Olica硬件測試的種類與操作8、可靠性數(shù)預計這里的可靠性數(shù)據(jù)一般包含MTBF（平均故障間隔時間）、MTTR（平均修復時間）、失效率、可用度、返修率等?？煽啃詳?shù)據(jù)預計的基礎是FMEA分析，通過分析獲得。.6/8/202350Olica硬件測試的種類與操作可用度（A-availability）：

產品在一未知時刻，需要執(zhí)行任務時，處于可工作或可使用狀態(tài)的概率。平均故障間隔時間（MTBF-meantimebetweenfailure）：

指相鄰失效間隔工作時間的平均值。

平均失效前時間（MTTF-meantimetofailure）：

表示觀察到下次失效的期望的時間。.6/8/202351Olica硬件測試的種類與操作平均拆卸間隔時間（MTBR-meantimebetweenremovals)

系統(tǒng)壽命單位總數(shù)與從該系統(tǒng)上拆下的產品總次數(shù)之比。平均修復時間（MTTR-meantimetorepair）：

是在規(guī)定的時間內，修復性維修所造成的累積工作時間除以在同一時間內所完成的修復維修活動總數(shù)得到的結果。拆卸時間＋定位時間＋修理時間＋安裝時間.6/8/202352Olica硬件測試的種類與操作可靠度R（t）：

在規(guī)定的條件下，規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能的概率。失效率（λ）失效率＝1/MTBF單位Fits1Fits＝1×10－91/h.6/8/202353Olica硬件測試的種類與操作可用度A(Availability)

產品工作時間與總時間之比。若不考慮產品的儲存時間和閑置時間，則：A=MTBF/（MTBF＋MTTR）.6/8/202354Olica硬件測試的種類與操作返修率

年返修率＝1/MTBF×8760.6/8/202355Olica硬件測試的種類與操作練習系統(tǒng)M的器件使用情況如下表，請計算M的MTBF，A和年返修率注：MTTR=1小時器件種類器件數(shù)量單個器件失效率（單位：Fits）電阻1502電容2002電感256接插件350集成電路5400其他10100.6/8/202356Olica硬件測試的種類與操作器件種類器件數(shù)量單個器件失效率（單位：Fits）失效率總和電阻1502300電容2002400電感256150接插件350150集成電路54002000其他101001000總計4000MTBF=1/4000×109=250000小時＝28.54年A＝250000/（250000＋1）＝99.9996%返修率＝1/250000×8760＝3.5％.6/8/202357Olica課程大綱硬件測試概述測試前準備硬件測試的種類與操作硬件測試的級別可靠性測試測試問題解決測試效果評估測試規(guī)范制定測試人員的培養(yǎng).6/8/202358Olica硬件測試的級別1、黑盒測試與白盒測試黑盒測試注重于測試功能性需求，將測試對象看成一黑盒，對外只有輸入、輸出。設計黑盒測試用例只對于表現(xiàn)在外接口的各種輸入，對不同的輸入，測試其表現(xiàn)出來的輸出，從而達到測試功能的目的。白盒測試主要測試模塊內部的邏輯細節(jié)，各個獨立的邏輯路徑，黑盒測試不管多么全面，都可能忽略這些錯誤。設計白盒測試用例需要構造到信號、邏輯或消息級。.6/8/202359Olica硬件測試的級別具體測試時結合使用白盒測試與黑盒測試各有優(yōu)勢，設計測試用例時應結合使用舉例：對于開關電的測試，一般采用黑盒測試，設計的測試用例為：快速上、下電，頻繁上、下電等；對于時鐘電路、鎖相環(huán)等的測試，就需要設計白盒測試用例，如鎖相范圍、靜態(tài)相差、固有抖動、抖動容限等。.6/8/202360Olica硬件測試的級別2、測試的級別硬件測試按照系統(tǒng)的復雜程度，一般分為：單元測試——針對獨立功能單元的測試集成測試——針對具有一定集成度的功能子系統(tǒng)的測試系統(tǒng)測試——針對完整的系統(tǒng)整體的測試.6/8/202361Olica硬件測試的級別分層測試的行為方式測試不能僅僅在一個層次進行，而是應該打破層次之間的界限問題出現(xiàn)較多的地方一般都是在層與層之間的配合上，如硬件邏輯與單板軟件的配合，單板軟件與高層軟件的配合。按照子系統(tǒng)來劃分是打破物理層次的較好的方法。如一個系統(tǒng)中的時鐘系統(tǒng)，它可能與系統(tǒng)中的各塊單板都相關，并可能貫穿高層軟件、底層軟件及硬件。對這個時鐘系統(tǒng)測試需要將其首先劃分為各個子模塊，對各模塊進行測試，然后將其貫穿為整個時鐘系統(tǒng)進行測試.6/8/202362Olica硬件測試的級別3、測試項目的等級劃分表明該用例的重要性。用例的重要性并不對應用例可能造成的后果，而是對應用例的基本程度，一個可能導致死機的用例未必是高級別的，因為其觸發(fā)條件可能相當生僻。測試用例的級別分4級：級別“1”：基本。該類用例涉及系統(tǒng)基本功能，用于版本提交時作為“版本通過準則”。如存在不通過的項目時可考慮重新提交版本。級別“2”：重要。該類用例涉及單個版本特性，例如某新業(yè)務的使用情況，可定義為2級用例。2級用例所對應的問題可作為重要或一般問題提交問題報告單，視具體情況決定是否進行更高級別的反饋。.6/8/202363Olica硬件測試的級別測試項目的等級劃分（續(xù)）級別“3”：詳細。該類用例僅影響某單項功能的某一細節(jié)方面。例如某新業(yè)務的登記和使用正常，但和另一個新業(yè)務發(fā)生不應有的沖突。有關性能、極限等方面的測試可歸入3級用例。有關用戶界面的基本規(guī)范等方面的測試可歸入3級用例。級別“4”：生僻。該類用例對應較生僻的預置條件和數(shù)據(jù)設置。雖然某些測試用例發(fā)現(xiàn)過較嚴重的錯誤，但是那些用例的觸發(fā)條件非常特殊，仍然應該被置入4級用例中。有關用戶界面的優(yōu)化等方面的測試可歸入4級用例。.6/8/202364Olica課程大綱硬件測試概述測試前準備硬件測試的種類與操作硬件測試的級別可靠性測試測試問題解決測試效果評估測試規(guī)范制定測試人員的培養(yǎng).6/8/202365Olica可靠性測試1、EMC電磁兼容性電磁騷擾測試輻射騷擾測試（RE）傳導騷擾測試（CE）

諧波電流騷擾測試（Harmonic）

電壓波動與閃爍測試（Fluctuctionsandflicker）.6/8/202366Olica可靠性測試EMC電磁兼容性

電磁敏感度測試射頻電磁場輻射抗擾度測試（RS）

傳導騷擾抗擾度測試（CS）

電快速瞬變脈沖群抗擾度測試（EFT/B）

靜電放電抗擾度測試（ESD）

電壓跌落、短時中斷抗擾度測試（DIP/interruption）

工頻磁場抗擾度測試（PMS）

浪涌抗擾度測試（SURGE）.6/8/202367Olica可靠性測試EMC電磁兼容性電力線感應測試電力線接觸測試.6/8/202368Olica可靠性測試2、安規(guī)輸入測試溫升測試耐壓測試接觸電流測試接地連續(xù)性測試異常溫升測試元件異常測試激光輻射測試TNV電路和地的隔離測試TNV電路電壓測試電容放電測試單板安規(guī)審查TNV電路和其它電路的隔離測試

.6/8/202369Olica可靠性測試3、環(huán)境試驗一般電子類產品涉及的環(huán)境測試有以下種類：氣候類低溫貯存高溫貯存低溫工作高溫工作熱測試溫度循環(huán)交變濕熱低溫極限試驗高溫極限試驗噪聲測試.6/8/202370Olica可靠性測試環(huán)境試驗機械振動類包裝隨機震動試驗包裝碰撞試驗包裝跌落包裝沖擊模擬包裝運輸試驗實地跑車隨機振動沖擊試驗工作正弦震動工作沖擊試驗地震試驗.6/8/202371Olica可靠性測試環(huán)境試驗注意事項整個系統(tǒng)根據(jù)實際情況進行接地，否則不能模擬實際使用情況。保持測試儀器的良好接地，以保證測試人員安全。對于耐受性測試，試驗工程師必須在試驗現(xiàn)場看守，以防止試驗故障導致的意外事故。并且必須在試驗區(qū)加危險警告標識。.6/8/202372Olica可靠性測試環(huán)境試驗時產品工程師的職責完成測試計劃中產品功能部分的描述。準備和搭建系統(tǒng)的工作環(huán)境。協(xié)助制定試驗判據(jù)。對測試不通過項提出解決措施并實施。每天試驗結束后切斷系統(tǒng)的電源，并清理試驗場地的環(huán)境。試驗結束后清理實驗環(huán)境。.6/8/202373Olica可靠性測試環(huán)境試驗時環(huán)境工程師的職責完成測試計劃中測試項部分的描述。準備和搭建EUT的測試環(huán)境。和產品工程師制定試驗判據(jù)。操作試驗儀器。對測試不通過項提出解決措施，并協(xié)助產品工程師實施。給出實驗結果判斷并輸出實驗報告。創(chuàng)建測試計劃和測試報告評審及歸檔。.6/8/202374Olica可靠性測試4、HALT

HALT（HighlyAcceleratedLifeTest）的全稱是高加速壽命試驗，是一種試驗方法（思想），采用的環(huán)境應力比加速試驗更加嚴酷。主要應用于產品開發(fā)階段，它能以較短的時間促使產品的設計和工藝缺陷暴露出來，從而為我們做設計改進，提升產品可靠性提供依據(jù)。.6/8/202375Olica可靠性測試HALT的基本特點試驗前無法給定環(huán)境應力值；無依據(jù)標準；以加速暴露缺陷為目的；直接有助于提高產品可靠性；結論是發(fā)現(xiàn)的缺陷和改進方法。.6/8/202376Olica可靠性測試HALT試驗的優(yōu)點試驗時間短；相對可靠性鑒定試驗費用更低；效果明顯，快速發(fā)現(xiàn)設計和工藝的局限性；縮短開發(fā)時間和費用；評估產品更改的有力支撐工程工具.6/8/202377Olica可靠性測試HALT試驗施加的應力和順序一、溫度步進應力低溫步進應力高溫步進應力二、快速溫度循環(huán)應力三、振動步進應力四、組合環(huán)境應力.6/8/202378Olica可靠性測試HALT試驗失效發(fā)生處理方式暫停試驗，記錄失效模式和應力水平采用適當?shù)母綦x方法定位失效部分記錄失效位置分析根本失效原因

(可能需進行深入的調查和失效分析)

進行暫時性修復繼續(xù)HALT暴露其它問題.6/8/202379Olica課程大綱硬件測試概述測試前準備硬件測試的種類與操作硬件測試的級別可靠性測試測試問題解決測試效果評估測試規(guī)范制定測試人員的培養(yǎng).6/8/202380Olica測試問題解決1、測試問題的危害確認站在用戶的角度看待測試問題，小問題也是問題。產品的最終使用者是用戶對于一個疑點是否屬于問題，最有發(fā)言權的是用戶測試工程師應該站在用戶的角度來看待每一個小問題，假設用戶看到問題表現(xiàn)后的反應.6/8/202381Olica測試問題解決2、測試問題的界別劃分致命：引起系統(tǒng)死機或系統(tǒng)崩潰的問題嚴重：引起系統(tǒng)某一功能失效且不能簡單恢復（如插拔單板）的問題一般：引起系統(tǒng)某一功能失效但可簡單恢復或較難重現(xiàn)的問題提示：從操作或維護的角度發(fā)現(xiàn)的問題或建議.6/8/202382Olica測試問題解決3、測試問題的種類確認可重現(xiàn)問題每次重現(xiàn)（每次測試故障現(xiàn)象均會重復發(fā)生的問題）偶爾重現(xiàn)（不定期出現(xiàn)的問題，暫時沒有發(fā)現(xiàn)觸發(fā)條件）不可重現(xiàn)問題問題只出現(xiàn)過一次，在后續(xù)的測試過程中沒有再次發(fā)生.6/8/202383Olica測試問題解決4、測試問題的定位定位方法自動定位——系統(tǒng)通過自動檢測等手段，可以直接產生相關告警人為定位——指通過人的現(xiàn)場觀察或是借助一定的測試手段可以即可定位。不可定位——指在現(xiàn)場無法定位，需要借助專用的測試工具，或是專業(yè)的人員才有可能定位的問題恢復方式自動恢復、手動恢復、不可恢復（定義參考定位方法）.6/8/202384Olica測試問題解決5、測試問題反饋方式和注意事項測試工程師發(fā)現(xiàn)的任何問題都應該以問題反饋單的形式反饋盡量不要測試人員直接協(xié)調開發(fā)人員解決問題，如果是為了保留測試環(huán)境或解決某些難以重現(xiàn)的問題，可以先通知開發(fā)人員了解故障現(xiàn)象，同時需要盡快補交問題反饋單。問題反饋時應盡量將故障現(xiàn)象、觸發(fā)條件、環(huán)境因素、組網情況等信息描述清楚，以便問題的處理養(yǎng)成保留現(xiàn)場的習慣。.6/8/202385Olica測試問題解決6、測試問題跟蹤和解決流程測試工程師提交問題反饋單測試經理審批，并轉給相應處理部門經理受理部門經理審批，轉給開發(fā)工程師處理開發(fā)工程師處理問題，并返還受理部門經理審批返還測試經理審批測試經理返回測試工程師測試工程師回歸測試.6/8/202386Olica測試問題解決問題反饋注意事項流程中間的任何環(huán)節(jié)都可以通過正當?shù)睦碛煞祷厣弦患壧幚斫箍缌鞒蹋缛藛T審批每個環(huán)節(jié)都應該有相應的時間要求，不允許無故拖延時間測試人員在進行回歸測試時要嚴格把關，問題處理流程不可以隨便關閉流程處理過程中對事不對人，要按照事實說話問題報告單應該最為測試人員測試績效考核的一部分.6/8/202387Olica課程大綱硬件測試概述測試前準備硬件測試的種類與操作硬件測試的級別可靠性測試測試問題解決測試效果評估測試規(guī)范制定測試人員的培養(yǎng).6/8/202388Olica測試效果評估1、測試報告測試報告一般需要包含以下內容：測試時間、地點、人員測試環(huán)境測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計測試人員等工作量統(tǒng)計測試項目通過情況統(tǒng)計缺陷統(tǒng)計覆蓋率統(tǒng)計.6/8/202389Olica測試效果評估測試評估測試活動評估總結經驗教訓，評估工作量測試對象評估給出被測對象的的客觀評價測試設計評估描述對測試設計的改進建議和理由遺留問題.6/8/202390Olica測試效果評估2、評審——評審角色開發(fā)工程師評審前需要提供相關的設計文檔《總體設計方案》、《詳細設計報告》

評審會議做簡單的原理和功能介紹評審完成后，根據(jù)評審會議確認的問題做相應的更改.6/8/202391Olica測試效果評估2、評審——評審角色硬件項目經理明確設計責任，將評審會議確定的問題按照指責分配給相關的責任人公開評審會完成后，確認并保證會議上的問題做了妥善解決.6/8/202392Olica測試效果評估2、評審——評審角色硬件測試工程師介紹測試過程和采用的測試方法闡述測試過程發(fā)現(xiàn)的問題詳細描述測試問題發(fā)生的條件，問題現(xiàn)象整理匯總測試問題，出具《測試報告》

評審會議結束后，跟蹤問題的后續(xù)解決情況，進行回歸測試.6/8/202393Olica測試效果評估2、評審——評審角色硬件項目經理對測試問題進行確認組織評審會議確定評審專家匯總評審意見不放過任何一個可能的問題，站在測試的立場堅持一切可能的問題，不隨便放過一個可能存在的問題，為測試工程師撐腰.6/8/202394Olica測試效果評估2、評審——評審角色評審專家在問題后續(xù)階段結束時，即本次評審完成時，將評審結果歸檔正確歸檔組織者和開發(fā)者提供的歸檔資料

.6/8/202395Olica測試效果評估2、評審——評審角色歸檔員提前一天反饋評審意見對測試問題進行確認

準時參加評審會議，提出有針對性，有價值的評審意見給出問題的建議解決方法.6/8/202396Olica測試效果評估2、評審——評審原則開發(fā)和測試人員介紹長度10--20分鐘為宜，評審人員只聽，不要打斷設計人員介紹。資料袋下發(fā)到評審專家不少于5個小時所有的評審人員都必須要參加，如有特殊情況，要指定同等資歷的專家加入評審需要建立打分機制，根據(jù)評審專家的意見數(shù)量和質量進行打分，分數(shù)同評審專家的任職資格和考評相結合.6/8/202397Olica測試效果評估2、評審——評審效果測試問題得到及時的解決產品質量得到提高測試問題和經驗得到收集和積累為后續(xù)類似產品提供測試等經驗.6/8/202398Olica測試效果評估3、經驗的總結測試經驗總結是我們共同的財富，也是我們提高自身的手段。經驗總結的形式：審查規(guī)范測試規(guī)范

checklist

案例技術報告總結可避免重復勞動，平時工作中需要有總結的意識。

.6/8/202399Olica測試效果評估4、測試經驗的獲取從測試過程中獲取直接印象深刻深入正確程度？從問題攻關中獲取直接印象深刻深入數(shù)量少從他人的經驗總結中獲取較深入數(shù)量大間接大量的經驗應來自于獲取他人的測試經驗并加以自己實踐的驗證，從而加深印象，成為自己的經驗。.6/8/2023100Olica測試效果評估如何增長測試經驗測試過程中深入分析，挖掘到本質積極參與問題攻關多從網上獲取他人經驗多與他人進行技術交流參與測試技術的開發(fā)增長測試經驗即提高技術能力，優(yōu)秀的測試工程師肯定可以是優(yōu)秀的開發(fā)工程師。.6/8/2023101Olica測試效果評估5、遺留問題處理遺留問題是指測試過程中發(fā)生的并且在測試報告時仍沒有得到解決的測試問題。測試報告時已經得到解決，并已經過回歸驗證的測試問題不記入其中。

遺留問題的劃分需要非常謹慎，必須是長時間無法重現(xiàn)的問題，或者由于某些特定的因素（成本等），且問題并不嚴重的才可以通過流程中各環(huán)節(jié)人員的認可被列為遺留問題。遺留問題需要定時跟蹤清理，且對于一款產品需要制定一個遺留問題的數(shù)量限制。.6/8/2023102Olica測試效果評估遺留問題處理即使是遺留問題也要明確跟蹤的責任人遺留問題是可以在后續(xù)被重新激活的，一旦問題重現(xiàn)或者條件允許，需要重新激活解決.6/8/2023103Olica測試效果評估6、市場規(guī)模應用跟蹤產品推向市場后需要持續(xù)跟蹤產品的質量問題，并建立相應的流程，所有在市場上出現(xiàn)的問題必須有專人跟蹤，并對照測試報告，以確定是否是試驗室出現(xiàn)過的問題，分清問題種類：器件品質問題、遺留問題、發(fā)現(xiàn)但未解決問題、未發(fā)現(xiàn)問題。并明確原因，對于各類問題要明確責任人，盡量避免實驗室漏測，并同相關人員的績效考核建立關系。.6/8/2023104Olica測試效果評估7、測試覆蓋率統(tǒng)計根據(jù)信號統(tǒng)計操作簡單，易于統(tǒng)計，但是往往數(shù)值不準確，同實際數(shù)值偏差較大，不推薦作為主要的統(tǒng)計方法根據(jù)器件統(tǒng)計操作較為簡單，原理科學，同實際情況最為接近，是常用的統(tǒng)計方法。.6/8/2023105Olica測試效果評估8、產品故障率統(tǒng)計產品的故障率是產品質量的直接反映，同采購、研發(fā)、測試、生產等環(huán)節(jié)都有密切關系。所以需要建立完善的故障統(tǒng)計流程，和相應的數(shù)據(jù)庫。將產品在實驗室、生產加工和市場應用中的各類問題進行統(tǒng)計，并規(guī)類，發(fā)現(xiàn)產品設計或生產中的薄弱環(huán)節(jié)，作為經驗積累，避免問題的再次出現(xiàn)。

吃一塹，長一智，才能不斷提高.6/8/2023106Olica課程大綱硬件測試概述測試前準備硬件測試的種類與操作硬件測試的級別可靠性測試測試問題解決測試效果評估測試規(guī)范制定測試人員的培養(yǎng).6/8/2023107Olica測試規(guī)范制定1、人員的規(guī)范要有一個職業(yè)化的觀念，要有意識地把自己培養(yǎng)為職業(yè)工程師。測試過程的記錄測試經驗的總結測試規(guī)范和測試案例的應用測試用例的應用與設計.6/8/2023108Olica測試規(guī)范制定人員的規(guī)范必要性我們在總結中發(fā)現(xiàn)有較多的從市場上反饋回來的問題是我們曾經在實驗室發(fā)現(xiàn)過的，但為什么當時沒有很好的注意呢？原因只有一個：對問題不敏感。當我們測試某項目時間較長后，對我們測試的對象非常熟悉，對有些偶爾出現(xiàn)一下的問題認為是理所當然，缺乏了敏感性。但當產品推向市場后，這些偶然出現(xiàn)的問題會大面積暴露出來，將會嚴重影響產品的聲譽。對測試問題敏感是測試人員的必備素質。.6/8/2023109Olica測試規(guī)范制定2、建立測試規(guī)范的必要性測試更多的是動手的過程，測試工程師的水平參差不齊，如何保證測試質量就需要用制度和規(guī)范管理，各個測試環(huán)節(jié)均需要有流程和規(guī)范進行約束。各個階段的輸入、輸出文檔均必須有相應的模板。沒有規(guī)矩，不成方圓.6/8/2023110Olica測試規(guī)范制定3、需要建立哪些測試規(guī)范和模板《測試計劃模板》《測試用例模板》《測試報告模板》《設計審查報告模板》《正規(guī)檢視報告報告模板》《信號質量和時序測試規(guī)范》…….6/8/2023111Olica測試規(guī)范制定4、測試規(guī)范的制定方法測試需要——人員制定分工——初稿完成——專家評審——修改完善——最初版本——規(guī)范試運行——問題缺陷整理——修改——正式版本——發(fā)行推廣.6/8/2023112Olica課程大綱硬件測試概述測試前準備硬件測試的種類與操作硬件測試的級別可靠性測試測試問題解決測試效果評估硬件測試參考的通信技術標準測試規(guī)范制定測試人員的培養(yǎng).6/8/2023113Olica測試人員的培養(yǎng)1、產品質量的主體責任人測試工程師需要在全流程中構建產品的品質，是產品質量工作的直接參與者。經過測試工程師認可的產品應能夠經受起后續(xù)的試制，生產，工程安裝一直到最終用戶使用的所有環(huán)節(jié)的考驗。硬件測試的后續(xù)測試（包括單板軟件測試、高層軟件測試、系統(tǒng)集成測試等）都建立在穩(wěn)定的單板硬件基礎上，因此硬件的最先穩(wěn)定對整個產品很重要，硬件測試工程師的責任很重大。.6/8/2023114Olica測試人員的培養(yǎng)2、測試人員的目標和職責.6/8/2023115Olica測試人員的培養(yǎng)測試人員的目標和職責（續(xù)）專業(yè)化是深入測試的前提硬件測試專業(yè)化是硬件技術高速發(fā)展的必然結果，軟件也是如此，專業(yè)的另一含義是理解深刻、技術熟練，要達到專業(yè)需深入理解對象的原理、標準、規(guī)范，并在實踐中積累較多的經驗。測試工程師要使測試工作專業(yè)化，需努力使自己成為某一部分測試領域的專家。.6/8/2023116Olica測試人員的培養(yǎng)3、測試人員需要的通用技能（1）專業(yè)的產品背景知識豐富的測試技能熟練掌握各種測試儀器.6/8/2023117Olica測試人員的培養(yǎng)測試人員需要的通用技能（2）思維方式，即如何開展測試活動以達到測試的目的；良好的思維方式和工作方式可以達到事半功倍的效果；協(xié)調能力，溝通能力，表達能力；高效的學習能力，分析總結能力；公司流程的了解。.6/8/2023118Olica測試人員的培養(yǎng)4、測試人員的心態(tài)懷疑、否定、批判的態(tài)度，吹毛求茨的心理（發(fā)現(xiàn)問題）；打破沙鍋問到底的決心（定位解決問題）錯誤的客觀存在性任何人（再有經驗的開發(fā)人員）都存在思維的死角。尊重開發(fā)人員的觀點（包括設計），但不要迷信。敢于否定權威（有經驗的開發(fā)人員，規(guī)范，標準電路）尋根問底的決心.6/8/2023119Olica測試人員的培養(yǎng)5、測試人員的等級認證初級（助理）工程師工程師主管工程師資深工程師副主任工程師主任工程師視公司具體的規(guī)模和情況而定.6/8/2023120Olica信號完整性分析方法.6/8/2023121Olica課程大綱SI簡介信號產生基本原理信號質量測試方法信號時序測試方法示波器基礎知識常見的SI問題SI分析信號完整性分析實例電子設計中的SI問題建模與仿真信號完整性的仿真例子.6/8/2023122Olica

SI簡介信號產生基本原理信號質量測試方法信號時序測試方法示波器基礎知識常見的SI問題SI分析信號完整性分析實例電子設計中的SI問題建模與仿真信號完整性的仿真例子.6/8/2023123OlicaSI簡介

SI的重要性

隨著高頻數(shù)字電路的不斷發(fā)展，SI問題變得越來越引人注目，數(shù)字電路的頻率越高，出現(xiàn)SI問題的可能性就越大，對設計工程師來說，他的挑戰(zhàn)也就越大。很多SI問題實際上都是自然界中的電磁現(xiàn)象，所以SI問題跟EMI/EMC是息息相關的。.6/8/2023124OlicaSI簡介

學習SI的目的a.什么是典型的信號完整性問題？b.這些問題來自哪里？c.為什么有必要去理解SI問題？d.如何去分析和解決SI問題？e.如何去做SI測試？.6/8/2023125OlicaSI簡介

SI的內容信號完整性它包含兩方面的內容，一是獨立信號的質量，另一個是時序。我們在電子設計的過程中不得不考慮兩個問題：信號有沒有按時到達目的地？信號達到目的地后它的質量如何？所以我們做信號完整性分析的目的就是確認高頻數(shù)字傳輸?shù)目煽啃浴?6/8/2023126OlicaSI簡介理想邏輯電壓波形

在數(shù)字系統(tǒng)中，信號以邏輯‘0’或者‘1’的方式從一個器件傳輸?shù)搅硗庖粋€器件，信號到底是‘0’還是‘1’一般來說它們都是有一個參考電平的。在接收端的輸入門里面，如果信號的電壓超過高電平參考電壓Vih，則該信號被識別為高邏輯；如果信號的電壓低于低電平的參考電壓Vil，則該信號就被識別為低邏輯。我們下面這個圖就是一個理想的信號。.6/8/2023127OlicaSI簡介理想邏輯電壓波形.6/8/2023128OlicaSI簡介接收端的實際波形.6/8/2023129OlicaSI簡介數(shù)據(jù)采樣及時序例子數(shù)據(jù)越是復雜，里面就包含很多的二進制碼，這些二進制碼將組成一連串的波形，而不是簡單的一個方波。接收端的器件就需要采樣這些波形以便獲取相關的二進制信息。數(shù)字采樣的過程通常是通過時鐘信號的上升沿或者下降沿來觸發(fā)的，我們下面這個圖就是個簡單的例子。.6/8/2023130OlicaSI簡介數(shù)據(jù)采樣及時序例子.6/8/2023131OlicaSI簡介數(shù)據(jù)采樣及時序例子從這個圖里面我們可以清楚地看到數(shù)據(jù)必須準時到達邏輯門而且在接收端期間開始鎖存前必須確定它們的邏輯狀態(tài)。任何數(shù)據(jù)的延遲或者失真都會導致數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖?。失敗有兩種可能：一個是因為接收端根本就無法識別數(shù)據(jù)；另一個是接收端雖然識別了數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)因為失真而導致錯誤。.6/8/2023132OlicaSI簡介信號產生基本原理信號質量測試方法信號時序測試方法示波器基礎知識常見的SI問題SI分析信號完整性分析實例電子設計中的SI問題建模與仿真信號完整性的仿真例子.6/8/2023133Olica信號波形聯(lián)想藍黑色中灰綠色Think紅.6/8/2023134Olica方波的組成聯(lián)想藍黑色中灰綠色Think紅.6/8/2023135Olica晶振原理石英振蕩器結構.6/8/2023136Olica壓電效應若在石英晶體的兩個電極上加一電場，晶片就會產生機械變形。反之，若在晶片的兩側施加機械壓力，則在晶片相應的方向上將產生電場，這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應。如果在晶片的兩極上加交變電壓，晶片就會產生機械振動，同時晶片的機械振動又會產生交變電場。在一般情況下，晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小，但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時，振幅明顯加大，比其他頻率下的振幅大得多，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振，它與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關。

.6/8/2023137Olica晶振符號和等效電路.6/8/2023138Olica諧振頻率從石英晶體諧振器的等效電路可知，它有兩個諧振頻率，即（1）當L、C、R支路發(fā)生串聯(lián)諧振時，它的等效阻抗最小（等于R）。串聯(lián)揩振頻率用fs表示，石英晶體對于串聯(lián)揩振頻率fs呈純阻性，（2）當頻率高于fs時L、C、R支路呈感性，可與電容C。發(fā)生并聯(lián)諧振，其并聯(lián)頻率用fd表示。

根據(jù)石英晶體的等效電路，可定性畫出它的電抗—頻率特性曲線如上圖所示。可見當頻率低于串聯(lián)諧振頻率fs或者頻率高于并聯(lián)揩振頻率fd時，石英晶體呈容性。僅在fs＜f＜fd極窄的范圍內，石英晶體呈感性。

.6/8/2023139Olica石英晶體振蕩器的類型特點國際電工委員會（IEC）將石英晶體振蕩器分為4類：普通晶體振蕩（TCXO），電壓控制式晶體振蕩器（VCXO），溫度補償式晶體振蕩（TCXO），恒溫控制式晶體振蕩（OCXO）。目前發(fā)展中的還有數(shù)字補償式晶體損振蕩（DCXO）等。

.6/8/2023140Olica普通晶體振蕩器普通晶體振蕩器（SPXO）可產生10^(-5)～10^(-4)量級的頻率精度，標準頻率1—100MHZ，頻率穩(wěn)定度是±100ppm。SPXO沒有采用任何溫度頻率補償措施，價格低廉，通常用作微處理器的時鐘器件。封裝尺寸范圍從21×14×6mm及5×3.2×1.5mm。.6/8/2023141Olica電壓控制式晶體振蕩器電壓控制式晶體振蕩器（VCXO）的精度是10^(-6)～10^(-5)量級，頻率范圍1~30MHz。低容差振蕩器的頻率穩(wěn)定度是±50ppm。通常用于鎖相環(huán)路。封裝尺寸14×10×3mm。

.6/8/2023142Olica溫度補償式晶體振蕩器溫度補償式晶體振蕩器（TCXO）采用溫度敏感器件進行溫度頻率補償，頻率精度達到10^(-7)～10^(-6)量級，頻率范圍1—60MHz，頻率穩(wěn)定度為±1～±2.5ppm，封裝尺寸從30×30×15mm至11.4×9.6×3.9mm。通常用于手持電話、蜂窩電話、雙向無線通信設備等。

.6/8/2023143Olica恒溫控制式晶體振蕩器

恒溫控制式晶體振蕩器（OCXO）將晶體和振蕩電路置于恒溫箱中，以消除環(huán)境溫度變化對頻率的影響。OCXO頻率精度是10^(-10)至10^(-8)量級，對某些特殊應用甚至達到更高。頻率穩(wěn)定度在四種類型振蕩器中最高。

.6/8/2023144Olica晶體振蕩器的參數(shù)晶振的主要參數(shù)有標稱頻率，負載電容、頻率精度、頻率穩(wěn)定度等。

不同的晶振標稱頻率不同，標稱頻率大都標明在晶振外殼上。如常用普通晶振標稱頻率有：48kHz、500kHz、503.5kHz、1MHz～40.50MHz等，對于特殊要求的晶振頻率可達到1000MHz以上，也有的沒有標稱頻率，如CRB、ZTB、Ja等系列。

.6/8/2023145Olica晶振的負載電容負載電容是指晶振的兩條引線連接IC塊內部及外部所有有效電容之和，可看作晶振片在電路中串接電容。負載頻率不同決定振蕩器的振蕩頻率不同。標稱頻率相同的晶振，負載電容不一定相同。因為石英晶體振蕩器有兩個諧振頻率，一個是串聯(lián)揩振晶振的低負載電容晶振：另一個為并聯(lián)揩振晶振的高負載電容晶振。所以，標稱頻率相同的晶振互換時還必須要求負載電容一至，不能冒然互換，否則會造成電器工作不正常。

.6/8/2023146Olica頻率精度和頻率穩(wěn)定度頻率精度和頻率穩(wěn)定度：由于普通晶振的性能基本都能達到一般電器的要求，對于高檔設備還需要有一定的頻率精度和頻率穩(wěn)定度。頻率精度從10^(-4)量級到10^(-10)量級不等。穩(wěn)定度從±1到±100ppm不等。這要根據(jù)具體的設備需要而選擇合適的晶振，如通信網絡，無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)认到y(tǒng)就需要更高要求的石英晶體振蕩器。因此，晶振的參數(shù)決定了晶振的品質和性能。

.6/8/2023147Olica時鐘芯片的架構聯(lián)想藍黑色中灰綠色Think紅.6/8/2023148OlicaPLL基本原理.6/8/2023149OlicaPLL頻率合成器PLL頻率合成器是由程序分頻器、鑒相器及壓控振蕩器三大部分組成,從晶振束的100KHz標準信號經100分頻后得1KHz的基準頻率fR,壓控振蕩頻率f1通過程序分頻得到頻率fM,fM和fR同時加到鑒相器進行比較。只有當fR和fM完全同頻同相時,環(huán)路平衡被鎖定,即fR=fM。可見,當環(huán)路鎖定時,壓控振蕩器的輸出頻率完全決定于程序分頻器的分頻比,即f1=M·fR,只要改變分頻比M,便可使f1改變,從而得到所需的各個頻率點。

.6/8/2023150Olica可編程頻率合成器特點：其頻率分辨率0.0291Hz,頻率準確度可控制到4×10e9分之一,噪音電平-70dB以下,諧波失真衰減≥55dB,先進的CMOS工藝不僅使其性能一流,而且功耗小,在3.3V供電時,僅為155mW.6/8/2023151Olica可編程頻率合成器原理框圖.6/8/2023152Olica工作原理正弦查詢表是一個可編程存儲器(PROM),存有一個或多個完整周期的正弦波數(shù)據(jù),在時鐘fc的驅動下,地址計數(shù)器逐步經過PROM,地址中相應的數(shù)字信號輸入到N位數(shù)模轉換器(DAC)的輸入端，DAC輸出模擬信號,經低通濾波器(LPF),可得到一個頻譜純凈的正弦波。系統(tǒng)的核心是相位累加器,它由一個加法器和一個N位相位寄存器組成,一般為24～32位,每束一個時鐘fc相位寄存器以步長M增加。相位寄存器的輸出與相位控制字相加,然后輸入到正弦查詢表地址上,正弦查詢表包含一個周期正弦波的數(shù)字幅度信息,每個地址對應正弦波中0度～360度范圍的一個相位點。

查詢表把輸入的地址相位信息映射成正弦波幅度信號,驅動DAC輸出模擬量。

.6/8/2023153Olica

SI簡介信號產生基本原理信號質量測試方法信號時序測試方法示波器基礎知識常見的SI問題SI分析信號完整性分析實例電子設計中的SI問題建模與仿真信號完整性的仿真例子.6/8/2023154Olica衡量信號品質的參數(shù)信號質量的參數(shù):振幅參數(shù)，時間參數(shù)，眼圖參數(shù)等。

振幅參數(shù)包括：振幅，高電平，低電平，均方根值，單個周期的均方根值，最大值，最小值，峰峰值，平均值，單個周期平均值，正過沖，負過沖，正欠沖，負欠沖等；

時間參數(shù)包括：上升時間，下降時間，正占空比，負占空比，高電平寬度，低電平寬度，周期，頻率，延遲等；

眼圖參數(shù)包括：眼高，眼寬，眼圖最高點，眼圖最低點，交叉點等；.6/8/2023155Olica振幅的定義及測試方法振幅是指被測波形的振動幅度，即高電平與低電平的差值，其單位為V或者mV；.6/8/2023156Olica高電平的定義及測試方法高電平是指信號邏輯“1”所在位置的幅度，其單位通常為V和mV。.6/8/2023157Olica低電平的定義及測試方法低電平是指信號邏輯“0”所在位置的幅度，其單位通常為V和mV。.6/8/2023158Olica均方根值的定義及測試方法均方根值是指整個捕獲波形上所有點幅度的均方根值，其單位為V或者mv；.6/8/2023159Olica周期均方根值的定義及測試方法周期均方根值是指整個捕獲波形上指定一個周期內所有點幅度的均方根值，其單位為V或者mV；.6/8/2023160Olica最大值的定義及測試方法最大值是指所捕獲波形里面振幅最大點所處位置的電壓值，單位為V或者mV；.6/8/2023161Olica最小值的定義及測試方法最小值是指所捕獲波形里面振幅最小點所處位置的電壓值，單位為V或者mV；.6/8/2023162Olica峰峰值的定義及測試方法峰峰值是指最大值和最小值相減的絕對值，單位為V或mV；.6/8/2023163Olica平均值的定義及測試方法平均值是指所捕獲波形里面所有點幅度的平均值；.6/8/2023164Olica周期平均值的定義及測試方法周期平均值是指所捕獲波形里面所指定一個周期里所有點幅度的平均值；.6/8/2023165Olica正過沖的定義及測試方法正過沖是指高電平處的過沖值，單位為V或mV或者用百分比表示；.6/8/2023166Olica負過沖的定義及測試方法負過沖是指低電平處的過沖值，單位為V或mV或者用百分比表示；.6/8/2023167Olica正欠沖的定義及測試方法正欠沖是指高電平處的欠沖值，單位為V或mV或者用百分比表示；.6/8/2023168Olica負欠沖的定義及測試方法負欠沖是指低電平處的欠沖值，單位為V或mV或者用百分比表示；.6/8/2023169Olica時間參數(shù)的定義及測試方法時間參數(shù)包括：上升時間，下降時間，正占空比，負占空比，高電平寬度，低電平寬度，周期，頻率，延遲.6/8/2023170Olica上升時間的定義及測試方法上升時間是指信號從邏輯‘0’跳變到邏輯‘1’時所花費的時間；低頻信號的上升時間測量.6/8/2023171Olica上升時間的定義及測試方法上升時間是指信號從邏輯‘0’跳變到邏輯‘1’時所花費的時間；高頻信號的上升時間測量.6/8/2023172Olica下降時間的定義及測試方法下降時間是指信號從邏輯‘1’跳變到邏輯‘0’時所花費的時間；低頻信號的下降時間測量.6/8/2023173Olica下降時間的定義及測試方法下降時間是指信號從邏輯‘1’跳變到邏輯‘0’時所花費的時間；高頻信號的下降時間測量.6/8/2023174Olica正占空比的定義及測試方法正占空比是指信號的高電平保持時間占真?zhèn)€周期時間的比例；.6/8/2023175Olica負占空比的定義及測試方法負占空比是指信號的低電平保持時間占真?zhèn)€周期時間的比例；.6/8/2023176Olica高電平保持時間的定義及測試方法高電平保持時間是指信號從低到高跳變完成后信號持續(xù)的時間.6/8/2023177Olica低電平保持時間的定義及測試方法低電平保持時間是指信號從高到低跳變完成后信號持續(xù)的時間.6/8/2023178Olica周期的定義及測試方法周期是指有固定周期信號連續(xù)完成邏輯0和邏輯1跳變所需時間；.6/8/2023179Olica頻率的定義及測試方法頻率是指周期信號在一秒內完成周期跳變的次數(shù)；.6/8/2023180Olica延遲的定義及測試方法延遲是指兩個相關信號之間的相位差；.6/8/2023181Olica眼圖參數(shù)的定義及測試方法時間參數(shù)包括：眼圖高電平值，眼圖低電平值，眼圖最大值，眼圖最小值，眼圖交叉點位置等。.6/8/2023182Olica眼圖高電平值的定義及測試方法眼圖高電平值是指眼圖高電平累積部分最低點的值；.6/8/2023183Olica眼圖低電平值的定義及測試方法眼圖低電平值是指眼圖低電平累積部分最高點的值；.6/8/2023184Olica眼圖最大值的定義及測試方法眼圖最大值是指眼圖高電平處最高電平所在位置的值；.6/8/2023185Olica眼圖最小值的定義及測試方法眼圖最小值是指眼圖低電平處最低電平所在電壓值；.6/8/2023186Olica眼圖交叉點的定義及測試方法眼圖交叉點是指眼圖中的差分信號的上升沿和下降沿的交叉點；.6/8/2023187Olica眼圖交叉點的定義及測試方法眼圖交叉點是指眼圖中的差分信號的上升沿和下降沿的交叉點；.6/8/2023188Olica

SI簡介信號產生基本原理信號質量測試方法信號時序測試方法示波器基礎知識常見的SI問題SI分析信號完整性分析實例電子設計中的SI問題建模與仿真信號完整性的仿真例子.6/8/2023189Olica衡量時序的參數(shù)衡量時序的參數(shù)主要有四個：建立時間，保持時間，傳輸延遲，相位偏移。時序在信號完整性領域是個非常重要的內容，因為邏輯器件在通信的時候所傳送的數(shù)據(jù)至少要滿足以下條件：

1.數(shù)據(jù)按時到達邏輯器件； 2.代表數(shù)據(jù)的波形的質量是符合要求的； 3.信號里面的所有數(shù)據(jù)都必須同時滿足建立時間和保持時間數(shù)據(jù)是否按時到達邏輯器件就跟時序里面的相位偏移和傳輸延遲有關系，當數(shù)據(jù)波形的質量有問題時通常會直接影響到信號的建立時間或者保持時間。因此任何模塊的通信信號都必須在保證信號質量的基礎上再保證時序的恰倒好處。 .6/8/2023190Olica建立時間的定義和測量方法建立時間是指數(shù)據(jù)在被采樣時鐘采樣前已經建立起來的時間。

.6/8/2023191Olica保持時間的定義和測量方法保持時間是指數(shù)據(jù)在被采樣時鐘采樣后還要繼續(xù)保持的時間。

.6/8/2023192Olica傳輸延遲的定義和測量方法傳輸延遲是指信號從源端出來傳輸?shù)浇邮斩说倪^程中在傳輸線上所花費的時間；.6/8/2023193Olica相位偏移的定義和測量方法相位偏移是指同步信號之間的實際相位差異；.6/8/2023194Olica

SI簡介信號產生基本原理信號質量測試方法信號時序測試方法示波器基礎知識常見的SI問題SI分析信號完整性分析實例電子設計中的SI問題建模與仿真信號完整性的仿真例子.6/8/2023195Olica帶寬和采樣率帶寬是指示波器垂直放大器的頻率響應定義為:信號幅度下降3db.在此頻點為示波器的帶寬在3db的帶寬頻率,信號垂直幅度的誤差大約為30%.BW=0.42/Tr采樣率是用來衡量示波器采樣速度的參數(shù)，指示波器在一秒內可以捕獲樣品的數(shù)量，單位是S/S（樣點/秒）例如某示波器的采樣率為20GS/S，是指該示波器在一秒內最多可以采集20G個樣點。.6/8/2023196Olica采樣間隔、采樣時間和記錄長度示波器所采集的兩個相臨樣點之間的間隔叫采樣間隔，它的單位為時間s（ms，us，ns，ps）。采樣距離是可以調節(jié)的，不同示波器的最大采樣間隔和最小采樣間隔通常是不一樣的；采樣時間是指示波器所采樣的顯示波形里面的第一個樣點到最后一個樣點之間的時間間隔，它的單位是s（ms，us，ns，ps）；記錄長度是指在采樣時間里所捕獲樣品的數(shù)量，單位是個；.6/8/2023197Olica采樣距離、采樣時間和記錄長度它們之間的關系公式：

采樣間隔=分辨率=1/采樣率

采樣時間=采樣間隔*記錄長度最大記錄長度=采樣時間/最小采樣間隔 =采樣時間*最大采樣率.6/8/2023198Olica示波器的采樣模式示波器的采樣模式有實時采樣和等效采樣兩種。實時采樣是指示波器根據(jù)實際采樣率，在每個采樣波形的上升沿都數(shù)字化一個樣點作為波形記錄點。等效采樣是當系統(tǒng)對采樣率的要求很高時，示波器會根據(jù)循環(huán)采樣來滿足系統(tǒng)的要求。例如當采樣率的要求是最大采樣率的N倍時，則示波器會分N個循環(huán)來進行采樣。.6/8/2023199Olica

SI簡介信號產生基本原理信號質量測試方法信號時序測試方法示波器基礎知識常見的SI問題SI分析信號完整性分析實例電子設計中的SI問題建模與仿真信號完整性的仿真例子.6/8/2023200Olica常見的SI問題在高頻系統(tǒng)中時序的重要性信號質量將直接影響到時序最常見的三種信號問題：a.反射b.串擾c.電源/地噪音.