假设条件
由于要完全理解数字系统需要大量知识，因此本教程假定您熟悉以下概念：数字信号，阻抗匹配，传输线，数字信号终端和示波器。同样，所有互连（电缆）都假定具有50欧姆的特性阻抗。
在数字系统中测量信号完整性的基础
为了介绍在数字系统中测量信号完整性的概念，我们将评估数字信号的基本测量，就好像示波器是系统的一部分一样。这意味着数字线路的输出通过附件直接连接到示波器：
图1 ：示波器与数字仪器的数字输出串联。这两个仪器使用VHDCI连接到SMB连接器块。这种常见情况可用于验证附件端子输出处的信号完整性。
此处，示波器位于传输线的末端，这意味着信号在示波器处终止。示波器的1 Mohm端接意味着您可以将方波信号完全反射回发射机。使用50欧姆端接时，所有反射都将被消除，同时将示波器感测到的电压降低一半。这种降低是由于当AC信号通过电缆的50欧姆特性阻抗传播到变送器处的50欧姆源阻抗时产生的50欧姆分压器电路。
图2 ：图1设置的示意图。
测量结果将在传输线末端向您显示数字信号，准确显示被测设备（DUT）的感觉。
各种探测应用场景
使用并行连接的示波器测量数字信号完整性
当示波器未将信号终接其本身时，尝试测量数字信号的完整性时，会存在一个更为困难的情况。在这里，您的数字仪器会向被测设备生成方波，并且您想要将示波器探头与数据传输并行连接，以便在信号通过传输线介质传播时查看它：
图3 ：系统上的示波器探头测量表示。探头应并联连接，以查看数字系统通过传输线的情况。
在这种情况下，测量数字信号时要考虑两个主要因素：手形探头在电路上的影响和位置。
当您使用探头以并行配置测量数字信号时，应仔细分析和理解探头添加到电路的输入阻抗，电容和电感。例如，具有大量输入电容的无源探头可能会通过滤除信号中的高频分量（倒圆角，减慢边沿过渡）而使信号看起来失真。如果探头的作用会导致信号上的大量电容和失真，则可以考虑使用有源探头。另外，接地线会给电路增加电感，这也可能导致信号的边沿过渡变慢。理想的接地线较短，应尽可能靠近探测信号的地方连接，以最大程度地减少产生的电感环路。
在确定在此设置中探查数字信号的位置时，需要了解一些关键基础知识，以了解如何获取最佳结果以及如何根据传输线中的探查位置来更改设置：
- 在传输线的开头进行探测（信号从数字仪器的发射器发出）将无法为您提供在DUT上接收到的信号的准确表示。根据通过传输线传输和反射的信号，您将在示波器上看到步进数字信号。
- 在传输线的中间（连接器块连接数字仪器和DUT的地方）进行探测也将显示类似但不太剧烈的步进数字信号。原因是相同的：您看到信号通过，稍后再看到反射波返回到数字仪器。由于从连接器块到DUT再回到连接器块的传播时间短于数字仪器的往返延迟，因此阶跃不太明显。
- 探测的最佳位置是传输线的末端，在物理上尽可能靠近接收器。该信号将最接近您的DUT实际接收到的数字波。
图4 ：图3的示意图。请注意，黑线，黄线和蓝线是可能的探测点。您期望在示波器上看到的最终测量数字上升沿如图5所示。
图5 ：示波器在传输线中各个探测点处的数字上升沿的测量结果。波从发射机处开始（由蓝色探针的前半步显示），并沿传输线传播，如黄色探针所示。该波在接收器（黑色探头）处反射，当信号反射回发送器时，信号的振幅加倍。在黄色探头处监视反射的能量，最后在蓝色探头处监视反射的能量，该处的50欧姆输出阻抗会耗散反射能量。
注意：上面的图5假定一个高阻抗探头，示波器终止于高阻抗。在使用裸露的50欧姆电缆时将端子更改为50欧姆将不会产生反射。
测量数字信号完整性以进行环回测试
执行环回测试时，设置中的一个重要变化是该路径的长度现在是上一个示例的两倍。这是因为信号同时传播到DUT或连接器模块，然后在其起源处终止。重要的是要注意传输线的末端现在在数字仪器上，这就是您需要探查以在接收器上获得数字信号的准确图像的地方。
对于NI数字仪器，这将需要移除VHDCI连接器的外壳并直接探测到电线。在许多情况下，这对于您的应用程序不是必需的。但是，如果有必要，在正确的位置进行测量以正确显示实际接收到的数字信号非常重要。
使用数字仪器测量数字信号逻辑
在某些应用中，您需要分析数字信号的逻辑，而不是分析信号完整性测试所需的模拟电压电平。对于这些应用，使用数字仪器来探测线路或总线可以使用户分析数字逻辑模式。此类分析的一个示例是将飞线电缆与另一条数字总线并联连接到高阻抗数字输入。否则可能会导致电缆负载线路并引起反射。 NI针对此问题的解决方案是使用一个1 kOhm的桶形衰减器，该衰减器连接到飞线电缆的前端，以减少探测电缆对系统的负载影响。有关此设置的更多信息，请访问ni.com上的《数字飞线电缆用户指南》，并参考衰减采集部分。