【经验】示波器使用同轴线测试高速差分信号技巧

时间： 2023-03-03 来源：世强

技术问答

我们使用示波器测试高速差分信号时，可以使用差分探头，也可以使用射频同轴线缆。使用高频差分探头价格比较高，我们通常会使用也会夹具和射频线缆来测试差分信号，比如USB，以太网，SATA，MIPI等高速串行总线，这些总线频率都非常高，传输都是对称的差分信号。一般测试高速信号都有专门或者定制的夹具，这些夹具接口很多都是SMA或者3.5mm接口。也有部分夹具还是探针接口。如下图是USB 2.0测试夹具，既可以使用SAM同轴线，也可以使用差分探头。

差分探头和同轴线的区别在于通道数量，差分探头放大器本身就可以将一对正负差分信号输入示波器的一个端口，所以只是占用了示波器的一个通道，示波器本身显示正和负波形，无需接地。射频线缆输入则不同，因为没有差分放大器对信号进行处理，必须将D+和D-通过一对射频线输入进示波器的2个端口，需要占用示波器的2个通道。输入示波器的2路信号本身还是共模信号，还需要对2路信号进行减法运算，才能得到差分信号。

在进行运算的时候，我们还需要对2路信号的通道参数先进行调整和设置。我们需要调整2个通道的垂直刻度，使得波形显示峰峰值尽可能占据屏幕80%~90%的，这里既要调整刻度，也要调整偏置。占据屏幕80%~90%可以使2个通道的减法运算尽可能降低噪声，刻度过大会导致波形超出，波形被削峰，过小导致差分后的波形放大底噪过高。使用Math的减法功能后，对减法的差分信号再测试眼图，速度也会比较慢，这个比使用差分探头麻烦了很多。有没有比较方便的方法呢？

是德科技的S系列和EXR系列示波器以上都有自动差分功能，首先打开示波器的Setup-Channel菜单，我们会看到示波器通道设置菜单。菜单中有一个Differential Channel 1&3的选项，勾选后示波器可以直接将1和3通道进行硬件差分运算，无需开启Math运算功能。勾选后Differential Channel 1&3的选项后，示波器的1通道显示就变成1减3的差分信号，只需调整1通道的刻度，即可设置好差分信号的幅度。无需Math运算功能复杂的设置，Differential Channel功能还能方便的调整刻度。这里不仅可以1和3差分，也可以2和4通道差分，这种2通道硬件差分信号，比原有的Math运算速度也快很多。

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