高速电路测试是保障现代电子设备可靠性的核心环节，其工序严谨且环环相扣。本文基于行业实践，梳理出系统化的测试流程，帮助工程师规避设计风险，提升产品性能。

一、测试前期准备：奠定精准测试基础

1. 需求分析与策略制定

• 设计规格对标：明确电路的信号速率、时序容限、功耗等关键参数，结合PCIe、USB等接口规范定义测试指标。

• 测试点规划：优先选择靠近接收器管脚的测试位置（如BGA器件可通过过孔探测），避免反射干扰导致数据失真。

• 工具选型：根据信号带宽（≥3倍待测信号频率）选择示波器、探棒及夹具。例如，100GHz信号需配备30GHz以上带宽示波器及低容抗探针。

2. 环境搭建与校准

• 硬件配置：搭建低噪声环境，使用屏蔽室或吸波材料抑制EMI干扰；电源需加装滤波电路，确保电压波动＜±2%。

• 仪器校准：对示波器、网络分析仪进行阻抗校准（如TDR校准），探针接地线长度控制在1cm以内以减小环路电感。

二、核心测试工序：多维验证电路性能

1. 信号完整性测试

• 眼图分析：通过2000-3000个波形叠加，评估眼高、眼宽及抖动。若眼图塌陷，需检查阻抗匹配或串扰源。

• TDR/TDT测试：时域反射计（TDR）检测PCB走线阻抗连续性，上升沿时间需接近实际信号边沿（如300ps）；时域传输（TDT）分析插入损耗。

• 抖动分解：使用示波器+抖动分析软件（如Keysight EZJIT），分离RJ（随机抖动）与DJ（确定性抖动），定位时钟源或电源噪声问题。

2. 时序与电源验证

• 时序容限测试：多通道示波器捕获时钟-数据建立/保持时间，偏差超过10%需优化布线长度。

• 电源完整性（PI）：频谱仪测量电源纹波和谐波；同步开关噪声（SSN）测试需动态加载电流。

3. 协议与容错能力测试

• 误码率（BER）：BERT设备发送PRBS码型，误码率需≤10⁻¹²（如PCIe 5.0标准）。

• 热稳定性测试：高温箱中（85℃）运行链路诊断，监控信号幅度衰减及时序漂移。

三、后期分析与优化：闭环提升设计可靠性

1. 数据建模与问题定位

• 使用仿真软件（如ADS）对比测试数据，识别反射点或串扰路径；TDR波形突变处可能对应过孔阻抗不连续。

2. 故障诊断与设计迭代

• 对失效样本进行剖片分析或X-ray检测；共模噪声超标时，建议增加差分对间距或添加共模扼流圈。

3. 自动化测试集成

• 采用Python/LabVIEW编写脚本控制仪器，实现参数扫描与报告生成，减少重复操作误差。

四、工程师实操建议

• 探头选择：高频信号优先使用差分探头（带宽≥信号频率5倍），避免单端探头引入负载效应。

• 接地技巧：探针接地环直接连接器件GND引脚，而非通过PCB地平面。

• 数据记录：保存原始波形及环境参数（温湿度、供电电压），便于复现问题。

通过系统化执行上述工序，工程师可显著提升高速电路设计成功率。测试不仅是验证手段，更是优化设计的反馈通道。