中心議題：

• 通過示波器探頭響應改善MIPI設計裕量

解決方案：

• 采用探頭的S參數模型
• 使用示波器內置的快速校準邊沿階躍響應進行校正

移動行業處理器接口(MIPI)聯盟是負責推廣移動設備軟硬件標準化的組織。它已經發布了D-PHY規範，該規範可在芯片與設備之間的通信鏈路上實現高達1.5Gbps(1,500,000,000比特/秒)的數據傳輸率。MIPI聯盟還計劃在近期發布M-PHY規範
，進一步提高數據傳輸率
，達到大約6Gbps的水平。隨著需要更高數據吞吐量的移動應用和特性不斷出現
，對傳輸速率的要求也相應提高。這些應用和特性包括：高分辨率照相機捕獲、高清視頻顯示
，以及用於下一代長期演進(LTE)射頻(RF)移動通信網絡的複雜調製方案。

MIPI聯lian盟meng下xia屬shu的de電dian氣qi標biao準zhun工gong作zuo組zu投tou入ru了le巨ju大da的de努nu力li來lai製zhi定ding這zhe些xie物wu理li層ceng規gui範fan
，以yi確que保bao實shi際ji設she計ji可ke以yi在zai移yi動dong環huan境jing中zhong正zheng常chang運yun行xing。由you於yu移yi動dong設she計ji的de體ti積ji受shou到dao很hen大da限xian製zhi，許xu多duo元yuan器qi件jian都dou擠ji在zai一yi個ge狹xia小xiao密mi集ji的de空kong間jian中zhong，所suo以yi電dian源yuan供gong電dian、散熱、信(xin)號(hao)串(chuan)擾(rao)和(he)耦(ou)合(he)等(deng)問(wen)題(ti)更(geng)加(jia)突(tu)出(chu)
，工(gong)程(cheng)師(shi)在(zai)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)必(bi)須(xu)謹(jin)慎(shen)地(di)考(kao)慮(lv)這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti)。此(ci)外(wai)，數(shu)字(zi)和(he)射(she)頻(pin)電(dian)路(lu)都(dou)安(an)裝(zhuang)在(zai)這(zhe)個(ge)狹(xia)窄(zhai)空(kong)間(jian)中(zhong)，會(hui)使(shi)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)(EMI)更加嚴重。這些新的挑戰可能會帶來各種不可預見的問題
，單憑普通數字設計的經驗無法解決這些問題。

MIPI聯盟提倡使用一致性測試套件(CTS)對(dui)設(she)計(ji)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)
，包(bao)括(kuo)對(dui)發(fa)射(she)機(ji)和(he)接(jie)收(shou)機(ji)電(dian)路(lu)，以(yi)及(ji)信(xin)號(hao)互(hu)連(lian)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)。其(qi)目(mu)的(de)是(shi)增(zeng)強(qiang)係(xi)統(tong)的(de)互(hu)操(cao)作(zuo)性(xing)，或(huo)保(bao)證(zheng)不(bu)同(tong)廠(chang)商(shang)的(de)設(she)計(ji)在(zai)一(yi)起(qi)使(shi)用(yong)時(shi)能(neng)夠(gou)良(liang)好(hao)地(di)配(pei)合(he)。特(te)別(bie)是(shi)在(zai)進(jin)行(xing)發(fa)射(she)機(ji)測(ce)試(shi)時(shi)，CTS可以使用探頭和示波器進行關鍵的測量，例如信號幅度、通道內/通道間偏差、轉換速率

、抖動性能
、yantuheshijianyaoqiu。zaijinxingceshishiqiewuwangjideyigezhongyaoyinsushisuoshiyongdetancexitongdejingdu，shiyongbuyizhidetantoukenenghuijiangdishejidezhenzhengxingneng。liru
，buguizedepinlvxiangyinghetantoudebupipeipianchayoukenengzaochengceliangjieguochuxianjidachayi，daozhijinguanshejiyunxingdegenghao
，danshiyuliangjianxiao。zaibenwenzhong，ninjianglejieruhetongguoxianyoudejiejuefangan，zhishiyongyitaishiboqilaixiaozhenghepipeimeigetantou，shiqijuyouxiangtongqiejingguoxiaozhengdexiangying，congerhuodegengduodeshejiyuliang。

探頭損耗和偏差對測量結果的影響

探tan頭tou和he電dian纜lan都dou具ju有you固gu有you的de損sun耗hao和he變bian化hua。損sun耗hao有you時shi可ke能neng極ji大da，或huo與yu標biao稱cheng值zhi有you一yi定ding的de差cha距ju，導dao致zhi測ce量liang結jie果guo發fa生sheng變bian化hua。為wei了le補bu償chang固gu有you損sun耗hao
，示shi波bo器qi廠chang商shang通tong過guo數shu字zi信xin號hao處chu理li(DSP)技術進行探頭校正。供應商使用“最佳”模型
，並應用到所有探頭的的補償和校正上。雖然這一策略可以解決某些損耗和變化，但也意味著如果一個探頭的特性發生了變化

、漂piao移yi或huo偏pian離li開kai始shi使shi用yong的de模mo型xing

，那na麼me對dui這zhe個ge探tan頭tou進jin行xing的de補bu償chang就jiu不bu再zai正zheng確que了le。現xian實shi中zhong有you很hen多duo探tan頭tou組zu合he連lian接jie到dao探tan頭tou放fang大da器qi上shang，為wei了le獲huo得de最zui高gao測ce量liang精jing度du必bi須xu對dui每mei種zhong探tan頭tou組zu合he進jin行xing測ce量liang。最zui終zhong的de結jie果guo是shi，您nin可ke能neng會hui得de到dao不bu必bi要yao的de誤wu差cha或huo探tan頭tou與yu探tan頭tou之zhi間jian的de差cha異yi。您nin也ye可ke以yi使shi用yong定ding製zhi的de探tan頭tou。雖sui然ran這zhe提ti供gong了le很hen大da的de便bian利li，但dan它ta也ye意yi味wei著zhe，示shi波bo器qi廠chang商shang再zai也ye無wu法fa提ti供gong“最佳”係統。

對於MIPI D-PHY或M-PHY發射機測試，最常用的探測方法包括使用有源差分探頭直接焊接到產品信號路徑上和用SMA同軸電纜連接到焊裝有被測芯片的測試板上的信號路徑上(圖1)。youyuxinhaoshichafenxinhao
，erqiebixuduixinhaodedianqixingnengjinxingdanduanfenxi

，suoyixuyaoshiyongyiduitantoujinxingbufenceshi。zhexieceshibaokuocelianggongmodianyafudushipeideng。zhongyaodeshi，ninsuoshiyongdetantoubixushixianzhengquepipei
，bingqieyongyouxiangtongdesunhaoxingnengtexing
，zheyangsuoceliangdexinhaocaidaibiaoleshejidezhenzhengxingneng。

tongchang，ninbixuhuafeiangguidedaijiacainengzhaodaopipeidetantou，danwulunhuafeileduoshao，tamenbingbuzongshixiangtongde
，wangwangcunzaiyidingderongxian。suirantantoushidangzuopipeidetantouduijinxingxiaoshoude，danshiqipianchahepinlvxiangyingderongxianduiyucelianglaishuokenengtaida，zhishiceshijieguohegehuobuhege。ninyexukeyitongguoxiaozhunxiaochuzhexiedianlandepiancha，danshizhexiedianlandepinlvxiangyingtexingbingburongyixiaozheng。ruguodianlandetexingbuwanquanxiangtong，kenenghuidaozhixinhaodebufenpinlvneirongfashengshuaijianhuofangda，congershibeicexinhaochuxianshizhen。dangdedaoceliangjieguoshi，takenenghuichaoguoxiandingfanwei，yinweixinhaozaipinyuneidebujunhengfangdakenengdaozhiceshishibai。

在圖2左側屏幕截圖中
，使用了一對匹配不正確、pinlvxiangyingtexinglveyoubutongdetantou，tongguotancechafenxinhaolaicelianggongmodianya。ninkeyiguanchadao，lianggexinhaodeboxingtexinglveyoubutong
，dangxinhaodiejiazaiyiqishi，tantouchayidaozhituqi。dianlanpinlvxiangyingchayizaochengdetuqixingchengledayue75mV的共模誤差
，導致測試失敗。相比之下，右側的測量使用了一個高度匹配的探頭對
，共模電壓的測量結果僅大約為7mV，這顯示了設計的真正性能，設計成功通過了測試。因此，偏差效應和頻率響應對測量精度有很大的影響。
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傳統校準方法

典dian型xing的de示shi波bo器qi提ti供gong對dui探tan頭tou的de直zhi流liu和he偏pian差cha校xiao準zhun。此ci類lei探tan頭tou校xiao正zheng是shi比bi較jiao有you限xian的de
，因yin為wei它ta不bu會hui校xiao正zheng探tan頭tou頻pin率lv響xiang應ying。這zhe樣yang的de校xiao準zhun對dui於yu有you些xie測ce量liang可ke能neng是shi足zu夠gou精jing確que的de
，但dan是shi仍reng然ran有you一yi定ding的de不bu準zhun確que度du。因yin此ci

，您nin可ke能neng希xi望wang校xiao正zheng所suo使shi用yong的de探tan頭tou的de偏pian差cha和he頻pin率lv響xiang應ying，而er不bu是shi直zhi接jie使shi用yong示shi波bo器qi廠chang商shang提ti供gong的de響xiang應ying參can數shu。尤you其qi是shi測ce量liang電dian壓ya失shi配pei和he共gong模mo電dian壓ya時shi，探tan針zhen校xiao正zheng效xiao果guo可ke能neng會hui決jue定ding測ce試shi結jie果guo。

校正頻率響應的一種常用方法是對探頭的頻率響應和損耗特性進行去嵌入。大多數示波器能夠采用探頭的S參數模型，並應用去嵌入功能來消除損耗。這個任務可能看起來微不足道
，但實際上並非如此。首先
，您必須生成探頭S參數模型。通常是使用矢量網絡分析儀(VNA)或時域反射計(TDR)等專業儀器來表征和測量探頭，生成S參數模型。操作這些儀器可能需要非常專業和熟練的技能
，更不用說您的實驗室中是否配備了這些儀器。此外，在示波器中使用和應用S參數模型同樣具有挑戰性，因為您需要知道如何使用去嵌入旋鈕或菜單以獲得最佳結果。
 
難(nan)怪(guai)許(xu)多(duo)工(gong)程(cheng)師(shi)決(jue)定(ding)避(bi)免(mian)校(xiao)準(zhun)其(qi)電(dian)纜(lan)，而(er)假(jia)定(ding)他(ta)們(men)在(zai)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)時(shi)探(tan)頭(tou)是(shi)完(wan)全(quan)匹(pi)配(pei)的(de)。未(wei)校(xiao)準(zhun)探(tan)頭(tou)不(bu)僅(jin)會(hui)使(shi)測(ce)量(liang)不(bu)夠(gou)精(jing)確(que)，而(er)且(qie)在(zai)進(jin)行(xing)故(gu)障(zhang)診(zhen)斷(duan)時(shi)可(ke)能(neng)會(hui)產(chan)生(sheng)誤(wu)導(dao)，實(shi)際(ji)上(shang)問(wen)題(ti)是(shi)由(you)探(tan)頭(tou)造(zao)成(cheng)的(de)。

創新的探頭偏差和頻率響應校正

目前出現了一個創新的解決方案，可以輕鬆表征和校正電纜和探頭所產生的插入損耗。它隻需使用示波器，而無需使用VNA或TDR等deng其qi它ta儀yi器qi。具ju體ti方fang法fa是shi
，使shi用yong示shi波bo器qi內nei置zhi的de快kuai速su校xiao準zhun邊bian沿yan階jie躍yue響xiang應ying進jin行xing校xiao正zheng，然ran後hou將jiang校xiao正zheng結jie果guo輸shu入ru探tan頭tou。通tong過guo分fen析xi使shi用yong和he不bu使shi用yong探tan頭tou對dui階jie躍yue響xiang應ying的de影ying響xiang，可ke以yi計ji算suan出chuS參數數學模型，將探頭造成的損耗考慮在內(如圖3)。這種功能可對探頭進行全麵的交流校準
，而不隻是直流校準和偏差校正。它可以很快校正相位非線性
、幅(fu)度(du)不(bu)平(ping)坦(tan)以(yi)及(ji)探(tan)頭(tou)負(fu)載(zai)效(xiao)應(ying)等(deng)問(wen)題(ti)。並(bing)可(ke)分(fen)析(xi)在(zai)設(she)置(zhi)探(tan)測(ce)環(huan)境(jing)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)阻(zu)抗(kang)和(he)電(dian)容(rong)。為(wei)了(le)幫(bang)助(zhu)您(nin)進(jin)行(xing)校(xiao)正(zheng)，示(shi)波(bo)器(qi)還(hai)提(ti)供(gong)了(le)軟(ruan)件(jian)設(she)置(zhi)向(xiang)導(dao)程(cheng)序(xu)，可(ke)以(yi)引(yin)導(dao)您(nin)完(wan)成(cheng)設(she)置(zhi)和(he)表(biao)征(zheng)探(tan)測(ce)元(yuan)器(qi)件(jian)
，例(li)如(ru)探(tan)頭(tou)
、電纜和開關。

這(zhe)個(ge)功(gong)能(neng)提(ti)供(gong)的(de)對(dui)探(tan)測(ce)連(lian)接(jie)和(he)設(she)置(zhi)的(de)分(fen)析(xi)可(ke)增(zeng)加(jia)測(ce)量(liang)裕(yu)量(liang)，使(shi)您(nin)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)最(zui)精(jing)確(que)的(de)測(ce)量(liang)。當(dang)探(tan)頭(tou)環(huan)境(jing)設(she)置(zhi)消(xiao)耗(hao)了(le)測(ce)量(liang)裕(yu)量(liang)但(dan)用(yong)戶(hu)沒(mei)有(you)察(cha)覺(jiao)時(shi)
，增(zeng)加(jia)的(de)裕(yu)量(liang)變(bian)得(de)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)。通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)基(ji)線(xian)響(xiang)應(ying)的(de)變(bian)化(hua)，可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)校(xiao)正(zheng)濾(lv)波(bo)器(qi)來(lai)測(ce)量(liang)有(you)損(sun)電(dian)纜(lan)，以(yi)便(bian)獲(huo)得(de)經(jing)過(guo)校(xiao)正(zheng)的(de)電(dian)纜(lan)響(xiang)應(ying)。最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)，您(nin)不(bu)必(bi)花(hua)費(fei)大(da)量(liang)資(zi)金(jin)購(gou)買(mai)完(wan)全(quan)匹(pi)配(pei)的(de)電(dian)纜(lan)，因(yin)為(wei)它(ta)們(men)並(bing)不(bu)便(bian)宜(yi)。相(xiang)反(fan)
，這(zhe)種(zhong)能(neng)力(li)將(jiang)校(xiao)正(zheng)探(tan)頭(tou)頻(pin)率(lv)響(xiang)應(ying)，在(zai)您(nin)使(shi)用(yong)時(shi)完(wan)全(quan)匹(pi)配(pei)。

總結

隨著高速MIPI信號的數據傳輸速率達到並超過6Gbps，探(tan)測(ce)係(xi)統(tong)對(dui)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)的(de)影(ying)響(xiang)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)。探(tan)頭(tou)可(ke)以(yi)影(ying)響(xiang)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)
，特(te)別(bie)是(shi)當(dang)設(she)計(ji)正(zheng)處(chu)於(yu)測(ce)試(shi)合(he)格(ge)或(huo)不(bu)合(he)格(ge)的(de)邊(bian)緣(yuan)。這(zhe)對(dui)項(xiang)目(mu)成(cheng)本(ben)和(he)進(jin)度(du)也(ye)有(you)著(zhe)巨(ju)大(da)的(de)影(ying)響(xiang)。因(yin)此(ci)
，能(neng)夠(gou)僅(jin)使(shi)用(yong)示(shi)波(bo)器(qi)快(kuai)速(su)方(fang)便(bian)地(di)進(jin)行(xing)探(tan)頭(tou)校(xiao)正(zheng)是(shi)項(xiang)目(mu)成(cheng)功(gong)的(de)關(guan)鍵(jian)。這(zhe)個(ge)功(gong)能(neng)可(ke)以(yi)校(xiao)正(zheng)探(tan)頭(tou)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)異(yi)和(he)定(ding)製(zhi)探(tan)頭(tou)，以(yi)及(ji)消(xiao)除(chu)電(dian)纜(lan)造(zao)成(cheng)的(de)插(cha)入(ru)損(sun)耗(hao)。實(shi)踐(jian)證(zheng)明(ming)
，它(ta)們(men)不(bu)僅(jin)能(neng)夠(gou)縮(suo)短(duan)工(gong)程(cheng)時(shi)間(jian)，還(hai)可(ke)使(shi)用(yong)容(rong)限(xian)更(geng)寬(kuan)鬆(song)的(de)部(bu)件(jian)，從(cong)而(er)節(jie)省(sheng)大(da)量(liang)成(cheng)本(ben)。您(nin)在(zai)此(ci)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)上(shang)的(de)投(tou)資(zi)最(zui)終(zhong)將(jiang)會(hui)帶(dai)來(lai)豐(feng)厚(hou)的(de)回(hui)報(bao)—產品和設計的質量更出色
，推向市場的速度更快。