在高速數字通信領域，如USB、PCIe、以太網等協議的測試與調試中，準確分析串行信號的時序、抖動、眼圖等參數是確保系統穩定性和數據傳輸可靠性的關鍵。普源DHO924示波器憑借其200MHz帶寬、高采樣率、豐富的觸發功能及強大的信號處理能力，成為構建高效串行信號分析系統的理想選擇。本文將詳細介紹如何基于DHO924搭建該系統，涵蓋硬件配置、參數設置、關鍵技術及實戰案例，為工程師提供全面的技術指南。

一、系統構建概述：硬件與軟件基礎
構建高速串行信號分析系統需整合示波器、探頭、信號源及配套軟件，核心在于發揮DHO924的性能優勢。
1. 硬件配置
示波器主體：DHO924具備4通道輸入，最大2GSa/s采樣率，支持深存儲（最高256Mpts），滿足高速信號長時間捕獲需求。
探頭選擇：使用高頻差分探頭（如DHO-DP系列）或單端探頭。例如，測試PCIe信號時需選用≥500MHz帶寬的差分探頭，確保探頭帶寬與示波器匹配，避免信號失真。
信號源與待測設備：配置信號發生器（如DHO任意波形發生器）提供測試激勵，待測設備如FPGA開發板、高速接口模塊等。
輔助設備：參考時鐘源、隔離電源模塊等，保障信號同步與系統穩定性。
2. 軟件平臺
利用示波器內置的“串行數據分析”軟件包，支持眼圖分析、抖動分解、誤碼率測試等功能。通過USB或LAN接口連接PC端，使用配套分析軟件實現數據導出與離線處理。
二、核心參數設置與關鍵技術
系統構建時需優化示波器設置，確保信號捕獲與分析精度。
1. 觸發配置
邊沿觸發：設置上升/下降沿觸發，定位信號跳變點（如USB信號的數據幀起始位）。
序列觸發：針對復雜協議（如SPI多幀傳輸），配置“上升沿→脈寬異常→下降沿”觸發，精準捕獲特定時序錯誤。
邏輯觸發：多通道聯合觸發（如CH1與CH2的“與”邏輯），分析差分信號對或并行數據線同步性。
2. 采樣與帶寬設置
采樣率優化：根據奈奎斯特定理，設置采樣率≥信號最高頻率的2倍（如分析2.5Gbps信號時啟用4GSa/s采樣率）。
帶寬限制：若信號頻帶較寬（如高頻串擾），開啟20MHz~200MHz帶寬限制，抑制噪聲干擾。
3. 信號處理與測量
眼圖分析：啟用“EyeDiagram”功能，通過疊加多次采集波形生成眼圖，評估信號完整性。調整掃描時間（如ns/div）優化顯示精度。
抖動分解：利用“JitterAnalysis”模塊，將抖動分解為隨機抖動（RJ）、確定性抖動（DJ），定位抖動來源（如電源噪聲、傳輸線反射）。
頻譜分析（FFT）：通過頻譜圖識別信號諧波與干擾頻點（如300MHz異常諧波），輔助排查EMI問題。注意選擇Hanning窗函數減少頻譜泄漏。

三、實戰案例：PCIe Gen3（8GT/s）信號分析流程

1. 硬件連接與初始化
使用差分探頭連接PCIe發送端TX+/-信號至示波器CH1/CH2。
設置觸發源為CH1，觸發類型：邊沿觸發（上升沿），觸發電平設為信號幅值中間點。
啟用“序列觸發”，定義條件為“上升沿→脈寬>2ns→下降沿”，捕獲特定數據包傳輸。
2. 眼圖與抖動測試
啟動“EyeDiagram”模式，設置掃描時間10ns/div，疊加次數1000次。
觀察眼圖張開度，若眼高<20%信號幅度，則存在嚴重抖動或串擾。
通過“Jitter”測量分解RJ與DJ占比，若DJ過高，需檢查發送端均衡器設置。
3. 頻譜分析排查干擾
啟用FFT功能，設置頻率范圍DC~1GHz，觀察頻譜峰值。
若發現300MHz異常諧波，可能源于電源紋波或時鐘泄漏，需調整PCB布局或濾波電路。
四、高級功能擴展：提升分析效率
1. 模板測試：導入行業規范模板（如PCIe標準眼圖模板），自動判定信號合規性，適用于一致性測試。
2. 波形存儲與回放：將關鍵波形保存至U盤或云端，結合PC端軟件（如DHOLab）離線分析。
3. 遠程控制：通過LAN接口實現多示波器同步觸發，構建分布式測試系統，適用于大規模通信設備測試。
五、注意事項與常見問題解決方案
1. 探頭校準：定期使用示波器內置1kHz校準信號校準探頭衰減比與延遲，避免測量誤差。
2. 信號過載保護：輸入信號幅度不得超過±50V，使用限幅器保護輸入電路。
3. 噪聲抑制：采用短接地線探頭，避免長接地線引入共模干擾；強電磁環境中使用屏蔽電纜。
4. 帶寬驗證：測試接近200MHz帶寬的信號時，對比標準信號源驗證測量精度。
5. 數據備份：定期備份關鍵數據，防止丟失。
6. 安全操作：禁止觸摸高壓部分，遵循高電壓測量安全規程，防止過載與靜電損壞。
六、總結與展望
基于普源DHO924構建的系統通過合理硬件配置、精準觸發設置和強大信號處理功能，可高效應對高速通信測試挑戰。未來，隨著示波器技術向更高帶寬、AI輔助分析發展，該系統將進一步提升測試能力，為5G通信、數據中心互聯等領域提供更可靠支持。工程師掌握上述方法，不僅能快速搭建系統，更能深入理解信號特性，加速調試與故障定位，推動高速數字系統設計邁向更高水平。

普源DHO924示波器為高速串行信號分析提供了全面解決方案。通過科學配置、精準測量與注意事項的結合，用戶可構建穩定、高效的分析系統，助力技術研發與工程實踐。持續的技術優化與規范操作，將確保系統在復雜應用場景中發揮最大效能。

審核編輯 黃宇