HDMI 传输原理解析

HDMI傳輸原理解析

那麼到底HDMI標准採用了什麼樣的傳輸原理？ HDMI的具體性能又是怎樣？ HDMI的具體性能又是怎樣？下面就進入詳解HDMI技術。

第一節：HDMI傳輸原理解析

如同最頂級的發動機是F1賽車馳騁賽場的保障一樣，HDMI標準之所以擁有強大的資料傳輸能力，和它的傳輸原理是分不開的，下面我們就看看HDMI標準的傳輸原理是什麼。

每一個標準的HDMI連接，都包含了3個用於傳輸數據的TMDS傳輸通道，還有1個獨立的T MDS時鐘通道，以保證傳輸時所需的統一時序。在一個時鐘週期內，每個TMDS通道都能傳送10bit的數據流。而這10bit資料，可以由若干種不同的編碼格式構成。而這10bit數據，可以由若干種不同的編碼格式構成。

TMDS對每個圖元點中的RGB三原色分別按8bit編碼

TMDS資料發送時序結構 TMDS數據發送時序結構

一般來說，HDMI傳輸的編碼格式中要包含視頻資料（HDMI1.3版本前每個圖元採用24bit）、控制資料和資料包（資料包中包含音頻資料和附加資訊資料，例如改錯碼等）。TMDS每個通道在傳輸時要包含一個2bit的控制數據、8bit的視頻數據或者4bit的數據包即可。在HDMI資訊傳輸過程中，可以分為三個階段：視頻資料傳輸週期、控制傳輸週期和資料島傳輸週期，分別對應上述的三種資料類型。

HDMI帶寬和TMDS的關係HDMI帶寬和TMDS的關係

而在HDMI標準中所規定的帶寬，在1.0版本就設定為最高4.96Gbps。而在HDMI標準中所規定的帶寬，在1.0版本就設定為最高4.96Gbps。那麼這一數值是怎麼的來的呢？那麼這一數值是怎麼的來的呢？和TMDS又有什麼關係呢？和TMDS又有什麼關係呢？我們看下面的公式：

這是一個適用於所有串口傳輸介面帶寬計算的公式。在所有的數位電路中，都有一個負責提供基本頻率的元器件——晶振，它就像是一個精確的鬧鐘一樣，電路中所有的元器件都按照它的節奏統一行動。比方說，某一運算電路的晶振頻率是100Hz,就是說這一電路在一秒鐘內可以進行100次運算過程。由此可見，晶振的工作頻率越高，每秒所能處理的運算次數就會越多，

資料的處理能力也就會越強大。由此可見，晶振的工作頻率越高，每秒所能處理的運算次數就會越多，數據的處理能力也就會越強大。而HDMI標準中，這個原理同樣適用。而HDMI 標準中，這個原理同樣適用。

HDMI 電路中的時鐘頻率，在最初制定時範圍從25MHz-165MHz之間，也就是說一個TMDS通道每秒最多能傳輸 165MHz×10bit=1.65Gbit的資料，3個TMDS通道一秒就可以傳輸1.65×3=4.95 Gbit的資料，再加上控制資料，用標準方法表示就是4.96Gbps的帶寬。而如果用圖元點來表示，那就是一秒可以傳輸顯示1.65G個圖元點（一個完整的圖元點資訊由R/G/B三原色資訊構成）所需要的資料量。而如果用圖元點來表示，那就是一秒可以傳輸顯示1.65G個圖元點（一個完整的圖元點資訊由R/G/B三原色資訊構成）所需要的數據量。

在數位音頻方面，HDMI靈活的支持符合IEC60985 L-PCM標準的32kHz、44.1kHz和48kHz、16 bit量化的立體聲數位音頻信號和IEC 61937標準的採樣率為192KHz，24bit量化的單路無壓縮P CM數位音頻信號，或者8路96kHz的聲音資料流程。此外，在家庭影院中常用的DolbyDigital 5.1和DTS數位音頻格式也能通過HDMI直接傳輸。

HDMI編碼圖例：3個TMDS分別傳輸圖元點的RGB資料

HDMI標準繼續沿用了和DVI相同的，由Silicon Image公司發明的TMDS(Time Minimized Differe ntial Signal)最小化傳輸差分信號傳輸技術。 TMDS是一種微分信號機制，採用的是差分傳動方式。這不僅是DVI技術的基礎，也是HDMI技術的基礎原理。

TMDS差分傳動技術是一種利用2個引腳間電壓差來傳送信號的技術。傳輸資料的數值（“0”或者“1”）由兩腳間電壓正負極性和大小決定。

第二節：HDMI介面類型

按照電氣結構和物理形狀的區別，HDMI介面可以分為Type A 、Type B、 Type C三種類型。每種類型的介面分別由用於設備端的插座和線材端的插頭組成，使用5V低電壓驅動，阻抗都是100歐姆。這三種插頭都可以提供可靠的TMDS連接，其中A型是標準的19針HDMI介面，普及率最高；B型介面尺寸稍大，但是有29個引腳，可以提供雙TMDS傳輸通道，因此支援更高的資料傳輸率和Dual-Link DVI連接。而C型介面和A型介面性能一致，但是體積較小，更加適合緊湊型便攜設備使用。

Type A的物理規格

A型的插頭外徑是最寬處13.9毫米，高4.45毫米。內部的引腳呈環狀排列。而HDMI標準規定這些尺寸的誤差要控制在相當小的範圍內（0.05毫米左右），以保證良好的接觸性。

以Type A為例，HDMI各引腳的定義如下：

Type B的物理規格

B型HDMI介面的物理結構相比於A型介面，基本形狀並沒有太大變化，都是“D”型。但是其插座端最大寬度達到了21.3毫米，比A型的14毫米足足大了一圈。

相應的，B型介面的插頭端尺寸也有所改變，具體看下圖。

這三種HDMI介面之間並沒有做到完全的相容，也就是說A型頭不能通過轉接設備連接到B 型頭，B型頭又不能轉接成C型頭，不過由於A型頭和C型頭僅僅是物理尺寸上不一樣，他們之間是可以通過轉換設備實現相容的。

HDMI-DVI之間的轉換屬於物理轉換

由於和DVI採用了相同的TMDS傳輸機制，所以HDMI對DVI介面擁有非常強大的相容性。目前市面上也有不少HDMI-DVI的轉接頭產品，對於沒有HDMI的老設備而言非常適用。而H

DMI-DVI轉接頭在實質上就是兩種接頭間的物理轉換工具，只涉及到介面的形狀、尺寸和引腳定義，在電路部分沒有任何的變化。而 HDMI標準中也考慮到了和DVI設備相容的問題：只要HDMI設備檢測到對方發送的信號中不包含HDMI標準中規定的特殊控制資料（VSDB信號，專門用於兩個設備之間互相確認對方身份），就會把對方認為DVI設備，並且把傳輸規格切換到DVI格式，從而保證了良好的相容性。

Type B型介面

Type C介面物理規格

C型HDMI介面設計目的就是為了緊湊型便攜設備，因此C型插座的尺寸只有10.5×2.5毫米，而插頭也只有10.42×2.4毫米。

Type C - Type A轉換器

TYPE A是最常見的介面形式

Type A型HDMI插座成扁平的“D”型，上寬下窄。介面外側設有一圈厚度為0.5毫米的金屬材質遮罩層，防止來自外界的各種幹擾信號。其中用於設備端的插座內徑最寬處14毫米，高4. 55毫米。19跟引腳在中心位置分兩層排列。每根引腳的寬度為0.45毫米，長度為4.1毫米。

第三節：HDMI支援的顯示格式

HDMI的帶寬我們在上文已經做過解析。在HDMI第一版規格中，就已經擁有了最大4.95Gbps 的傳輸速率，這種傳輸速率能支援多大規格的顯示格式呢？我們不妨先算一算HDTV中最高的1080p格式的碼率是多少。

那麼HDMI最初標準中的4.95G的帶寬夠不夠時下最流行的HDTV全高清規格使用呢？我們不

妨再算一算。HDTV中分別規定了720p/1080i/1080p三種解析度規格。以最高規格的1080p/60Hz 格式為例，其需要顯示的總圖元個數是1920×1080=2，073，600（2.073M）個。每秒刷新60次，所需要顯示的總圖元數量也就1.24G個，總數據量是1.24×3=3.72Gbps，因此用HDMI的4. 95Gbps帶寬用起來也是綽綽有餘。在PC顯示領域，HDMI介面支援SXGA:1280×1024@85Hz和UXGA:1600×1200@60Hz規格。而在廣播電視行業使用的TV格式中，則支援標清格式下的480 i、480p（含16:9格式）、576i、576p規格以及高清HDTV中的720p、1080i、1080p規格。

第四節：HDCP版權保護技術解析

1.HDCP版權保護機制的功能

HDMI技術另一大特點，就是具備完善的版權保護機制，因此受到了以好萊塢為代表的影視娛樂產業的廣泛歡迎。例如美國的節目內容分銷商DIRECTV、EchoStar，有線電視業者協會Cable Labs，都明確表示要使用HDCP技術來保護他們的數位影音節目在傳播過程中不會被非法組織翻拍。因此，HDMI加入了HDCP版權保護機制後，從節目源方面就會有更加充分的保障。HDCP全名為(High-bandwidth Digital Content Protection)，中文名稱是“高帶寬數位內容保護”。HDCP就是在使用數位格式進行傳輸的信號的基礎上，再加入一層版權認證保護的技術。這項技術是由好萊塢內容商與Intel公司合作發展，並在2000年2月份的時候被正式推出。 HDCP 技術可以被應用到各種數位化視頻設備上，例如電腦的顯示卡、DVD播放機，顯示器、電視機、投影機等等。

這個技術的開發目的就是為了解決21世紀數位化影像技術和電視技術高度發展後所帶來的盜版問題。在各種視頻節目、有線電視節目、電影節目都實現數位化傳播後，沒有保護的數位信號在傳播、複製的過程中變得非常容易，並且不會像類比信號，經過多次複製後會出現明顯的畫質下降問題。因此會對整個影視行業產生極大的危害。這也是HDCP在21世紀之初就迅速誕生的原因。

相比於傳統的加密技術，HDCP在內容保護機制上走了一條完全不同傳統的道路，並且收到了良好效果。傳統的加密技術是通過複雜的密碼設置，讓全部數字信號都無法錄製或播放，但H DCP是將數字訊號進行加密後，讓非法的錄製等手段，無法達到原有的高解析度畫質。也就是說，如果你的設備不支持HDCP協議，錄製或播放的時候效果會大打折扣，或者根本播放不出來。

此外，HDCP還是一種雙向的內容保護機制。也就是說，HDCP的要求是播放的數位內容以及硬體本身都必須遵照一套完整的協議才能實現，其中一方面出現問題都可能導致播放失敗。打個比方，如果用戶買的液晶電視有HDCP功能，但是DVD播放機卻不帶HDCP功能，那麼在看有HDCP版權保護的正版DVD時，是不能實現播放的。

2.HDCP實現機制2.HDCP實現機制

每個支持HDCP的設備都必須擁有一個獨一無二的HDCP密鑰(Secret Device Keys)，密鑰由40組56bit的數組密碼組成。這個部分HDCP密鑰可以放在單獨的晶片中，也可以放在其他晶片的內部，例如ATI和Nvdia（世界兩大著名顯卡主晶片供應商）完全可以將它們放入顯示晶片中。每一個有HDCP晶片的設備會擁有一組私鑰(Device Private Key)，一組私鑰將會組成KSV(K ey Selection Vector)。 KSV相當於這台擁有HDCP晶片設備的ID號。HDCP 傳輸器在發送訊號前，將會檢查傳輸和接受資料的雙方是否是HDCP設備，它利用HDCP密鑰(Secret Device Key s)，讓傳輸器與接收端交換，這時雙方將會獲得一組KSV並且開始進行運算，其運算的結果會讓兩方進行對照，若運算出來的數值相符，該傳輸器就可以確認該接收端為合法的一方。

傳輸器確定了接收端符合要求，傳輸器便會開始進行傳輸訊號，不過這時傳輸器會在訊號上加入了一組密碼，接收端必須實時進行解密才能夠正確的顯示影像。換句話說，這HDCP並不是確認雙方合法後就不管了，這傢夥還在傳輸中加入了密碼，以防止在傳輸過程中偷換設備。具體的實現方法是HDCP系統會每2秒進行確認，同時每128幀畫面進行一次發送端和接受端計算一次RI值，比較兩個RI值來確認連接是否同步。

密碼和演算法洩密是廠家最頭疼的事，為了應對這個問題，HDCP特別建立了“撤銷密鑰”機制。每個設備的密鑰集KSV值都是唯一的，HDCP系統會在收到KSV值後在撤銷列表中進行比較和查找，出現在列表中的KSV將被認做非法，導致認證過程的失敗。這裡的撤銷密鑰列表將包含在HDCP對應的多媒體數據中並將自動更新。簡單的說，KSV是針對每一個設備製定了唯一的序號，比較自然的可用號碼是每個設備的SN號。這樣一來，即便是某個設備被破解了，也不會影響到整體的加密效果。

總的來說,HDCP的規範相當嚴謹，除了內容本身加密外，傳輸過程也考慮的相當精細，雙方設備都要內置HDCP才能實現播放。但是最後需要指出的是，HDCP和HDMI或者DVI介面之間並沒有必然的聯繫，只是HDMI標準在制定之初就已經詳細的考慮到了對HDCP的支持，並且在主控晶片中內置了HDCP編碼引擎，因此在版權保護方面，要大大領先於DVI技術。

獨立的HDCP晶片

集成了HDCP的HDMI主控晶片，Silicon Image公司產品

HDCP是一種雙向內容保護機制

第五節：HDMI標準的發展之路

HDMI標準從2002年發布至今，已經經歷了將近5年的時間。在這不算短的時間內，HDMI標準也在根據不斷變化的外部環境，進行著自身的更新，從最初的1.0版，到1.1版，到1.2版，再到目前最新的1.3版，HDMI在性能不斷進化的同時，基本的物理架構和傳輸原理並沒有發生太大的變化，因此也保證了良好的向下相容性。

HDMI介面版本發展之路回顧：

2002年2月，七家廠商成立HDMI Founders，共同開始著手制定HDMI標準。

2002年12月，HDMI1.0標準正是發佈。

2004年5月，HDMI1.0標準的首個升級版HDMI 1.1標準發佈，由於規格變化不大，沒有引起廣泛關注。

2005年8月，針對對PC領域設備支援不足的缺陷，HDMI 1.2發佈。相比於之前的規格，HDM I 1.2版本增加了若干條非常重要的改進，在連接PC和數位音頻時更加方便。

2005年12月，針對HDMI 1.2標準的修改版HDMI 1.2a發佈，主要增加了可以利用一個遙控器控制多台電器的CEC功能，並且完善了各種HDMI設備的測試規則。

2006年5月，自HDMI標準推出以來，規格變更最大、指標最高的HDMI1.3標準正是亮相。在新的HDMI 1.3版本中，不僅帶寬和資料傳輸速率增加了一倍，還加入了對xvYCC廣色域、高bit色深以及更高HDTV/PC解析度規格的支援。

細細看過HDMI標準每一次推陳出新的時間，我們不難看出HDMI標準的更新頻率在明顯加快。的確，導致HDMI標準快速發展的推動力，很大程度上是來自於最近幾年高速發展的數位影像技術和HDTV技術。而在最新的HDMI 1.3標準之中，這種現象就體現的非常明顯。下面第7節中，我們將帶您深入HDMI 1.3標準，看看它都給我們的帶來了什麼樣的新特性。

第六節：HDMI音頻功能解析

1.HDMI音頻功能淺析

在HDMI沒有出現之前，數位音頻信號的傳輸的主要依靠兩種途徑：採用標準RCA介面的數位同軸電纜和SPDIF光纖傳輸。從傳輸的品質和特點上看，這兩者各有千秋，但是都能比較好的完成傳輸數位音頻信號的目標。

利用75歐姆同軸電纜傳輸數字音頻信號是一種非常成熟且高質量的方式。這種介面標準對設備端的硬體要求較低，但是在傳輸高頻信號時，容易發生比較大的衰減，影響到最終音質。

相比於同軸傳輸，光纖對設備接收、發射端的同步時許要求非常嚴格，在技術上比同軸要難於實現，但是光纖技術在長距離傳輸方面的優勢非常明顯，不會出現同軸電纜長距離衰減過大的問題，因此也得到了很多有距離限制以及新裝修用戶的青睞。

此外，無論是採用光纖傳輸，還是同軸電纜傳輸，都需要購買一根單獨的連線，對於用戶來說，就意味著使用成本和復雜程度的增加。HDMI技術則綜合了以上兩者的優點：在物理層它沒有採用對同步時序要求嚴格的光纖連接，而是採用了成熟的電纜連接。其次，HDMI理論上可以實現最高20米的無損耗數字音頻信號傳播，那些對距離有要求的用戶也能較好接受。最後，視頻線纜和音頻線纜的結合有效降低了用戶的購買成本，也能讓設備端實現瘦身，同時降低廠商的生產成本。

而從HDMI對音頻格式支援的種類來看，其主要定位還是以家庭影院應用為主，PC領域用HDMI輸出音頻信號還需要更多顯卡和聲卡廠商的配合，所以在AV領域最主流的數字音頻格

式將是HDMI緊盯的目標。在HDMI 1.0版本中，就加入了對Dolby Digital 5.1和DTS這兩種應用最廣泛的數字化多聲道音頻流的支援。同時隨著數字電視的普及，數字伴音功能也將在HDMI上得到廣泛應用。這也就意味著全球所有的DVD、高清視頻、數字電視用戶都會是HDMI標準的潛在用戶。

2.HDMI對音頻格式支援的變遷

HDMI 1.0 規範在開始的時候，就定義了支援 Dolby Digita 5.1（包括 Dolby Digital EX）和 DTS （包括 DTS-ES）。 HDMI 1.1 增加了支援DVD-Audio 的功能， HDMI 1.2 增加了 SACD 功能。HDMI 1.3 增加了對新的無損數字環繞音頻格式 Dolby TrueHD 和 DTS-HD Master Audio的支援。

此外，HDMI（除 1.0 版外）都能夠傳輸 8 聲道 192kHz、24 bit的無壓縮音頻，其效果優於其它所有消費音頻格式。因此，如果播放器能夠將音頻格式解碼為多聲道 PCM，那麼就能夠以解碼 PCM 流的形式傳輸上述任何一種音頻格式。透過這種模式，許多能夠支援透過 HDMI 輸入界面傳輸多聲道 PCM 音頻的老式A/V接收器仍然能用來播放更新的 Dolby TrueHD 和 DTS-HD Master Audio 格式。HDMI 為製造商和用戶提供了以編碼音頻格式（使用 A/V 接收器或前置放大器的解碼器）或無壓縮的PCM（使用播放設備的解碼器）傳輸音頻的靈活功能。

新一代AV功放中HDMI界面已經成了必配

同軸電纜都擁有比較完善的屏蔽層，中間的銅芯才是信號傳輸的通道

第七節︰ HDMI 1.3標準詳解

2006年5月，針對日益發展的數字影像技術對高分辨率、高傳輸速率、高色深圖像的要求，HDMI Founders正式推出了HDMI 1.3版本。HDMI 1.3標準在規格上，和之間的規格發生了巨大變化︰

* 傳輸帶寬︰HDMI1.3規格中，TMDS連接帶寬從原來最高165MHz提升到340MHz，數據傳輸率也從4.96Gbps提升了10.2Gbps，可以支援支援更高數據量的高清數字流量，如果採用Type B型雙路TMDS連接，則可以在此基礎上再提升一倍系統帶寬。HDMI 1.3可以支援更高的幀刷新率︰1080p@120Hz格式、720p@240Hz和1080i@240Hz，以及更高的分辨率(1440p)。

* 支援高色深︰在HDMI 1.3標準之前，只支援24bit色深（R/G/B每種8bit色深），而HDMI 1.3則可以支援24bit/30bit/36bit/48bit的（RGB或者YCbCr）色深。可以傳輸色階更加精確的圖像。

* 支援擴展色域︰在新一代平板電視中採用的“xvYCC”(又名“x.v.Color”)廣色域標準也得到了HDMI 1.3版本的支援。xvYCC是國際照明協會IEC最新的廣色域標準，支援xvYCC的顯示設備可以顯示出更加生動、自然的色彩，特別是紅色和綠色表現力非常出色。

* 支援無損壓縮數字音頻流︰1.3版本之前的HDMI標準只支援最高192KHz、24bit的壓縮數字音頻，對於最新的多聲道無損壓縮技術以及非失真壓縮音源缺乏支援（如Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio，它們已經在新一代家庭影院和數字光碟中開始使用）。因此HDMI 1.3標準中加入對它們的支援。

* 提供更加精準的音/視頻同步功能。

* 向下完全兼容，同時也兼容DVI標準。

HDMI 1.3標準中高色深系統的引入，是近年來顯示技術領域除分辨率提升以外最有價值的一個技術。在HDMI以前的標準中，每種原色的8bit色深只能讓每個像素點顯示出2的8次方×2的8次方×2的8次方=16.7M種顏色，如果使用1.3標準中的10bit色深，那麼可以顯示的色彩總量就會提升到2的10次方×2的10次方×2的10次方=10.7億色,已經接近人眼能分辨的色彩極限。

HDMI 1.3匯入深色的意義重大

匯入色深功能並不直接影響到HDMI傳輸原理中8bit到10bit轉化的TMDS的編碼層。為了傳送超過8位的額外像素數據，HDMI界面的頻率速率也跟著增加，可以在同樣的時間週期內，傳輸多出來的像素數據。以12bit色彩深度（也就是比8位色彩深度每影片格中的像素數據量，要多上1.5倍）為例，由於TMDS的時鐘頻率加快1.5倍，就相當於在同樣的時間內，原本發送2個數據包的頻率提升到了3個數據包包，因此就實現了更大數據量的傳輸。

HDMI 1.3的色深系統支援10bit、12bit和16bit的色彩深度（RGB或YCbCr），因此可以消除目前高對比顯示設備普遍面臨的色階現象，使得影像色彩更加鮮活，過度更加順滑，並為消費者提供更為逼真、具感染力的電視影像體驗。色深技術借著在純黑與純白間增加許多倍的灰階，傳送更多層次的色彩，讓螢幕上的色彩能夠流暢地轉換，改善逐漸增加對比的顯示器質量。

全新的HDMI規格同時也支援“xvYCC”色彩標準，大幅擴展那目前HDTV標準的色域空間，讓色彩更精確的重現，呈現出肉眼可以辨識的任何色彩。下一代高清光碟播放機的HD-DVD與藍光播放器等最新的高分辨率設備，都將內建這些先進的色彩功能。而在另外一個方面，次世代電視遊戲主機，PS3亦內建了10bit色深deep color支援功能，將可為用戶創造出更具感染力的遊戲體驗。

當然，對於HDMI 1.3支援最高48bit（RGB各16bit）高色深是否有實際意義，在業內還是個一直在爭論的問題。首先，目前絕大多數的液晶電視都採用的是8bit色深標準，而等離子電視也在10bit色深的水準，因此就算HDMI 1.3擁有高於10bit的色深處理能力，也會因為顯示設備的原因不能發揮全部實力。第二，目前無論是電影電視的前期拍攝，還是後期的製作，仍舊在採用8bit色深標準，高色深的普及在很大程度上要倚賴於這些內容提供商的轉變速度。最後，10bit色深能顯示的色彩數已經達到10.7億色，接近人類辨認色彩的生理極限，用12bit、16bit的象徵意義要遠大於實際意義。

Silicon Image公司的新方案可以實現兩路TMDS鏈路連接

雖然這種爭論伴隨著HDMI 1.3的誕生就沒有停止過，但是支援高色深仍然是一股不可阻擋的潮流。而且對於設備端來說，引入高色深系統除要有更寬的數據帶寬之外，高清顯示設備系統本身的框架並不需要太大改變，充其量只是一些對既有電路系統來說相對簡單功能加強。因此，對硬體廠商來說，僅會增加非常輕微的成本，甚至完全不會增加成本。尤其是現階段，許多HD顯示器系統都能夠處理比HDMI 1.2更豐富的色彩時（如新力07年的BRAVIA中高端液晶電視就支援10bit面板驅動技術），HDMI 1.3中加入對高色深的支援就成了一個不能逆轉的決定。

IDDQ测试原理及方法

电流测试 1 电流测试简介 功能测试是基于逻辑电平的故障检测，逻辑电平值通过测量原始输出的电压来 确定，因此功能测试实际上是电压测试。电压测试对于检测固定型故障特别是双极型工艺中的固定型故障是有效的，但对于检测CMOS 工艺中的其他类型故障则显得 有些不足，而这些故障类型在CMOS 电路测试中是常见的对于较大电路，电压测试 由于测试图形的生成相当复杂且较长，因而电流测试方法被提出来电流测试的测试集相当短，这种测试方式对于固定型故障也有效。 CMOS 电路具有低功耗的优点，静态条件下由泄漏电流引起的功耗可以忽略，仅 表示，Q 代表静态 在转换期间电路从电源消耗较大的电流。电源电压用V DD （quiescent) ，则IDDQ 可用来表示MOS电路静态时从电源获取的电流，对此电 流的测试称为IDDQ 测试，这是一种应用前景广泛的测试。 IDDQ 测试概念的提出时间并不很长，但自半导体器件问世以来，基于电流的测量一直是测试元器件的一种方法，这种方法即所谓的IDDQ 测试，用在常见的短接 故障检测中。自从Wanlsaa 于1961 年提出CMOS 概念, 1968 年RCA 制造出第一 块CMOS IC 和1974 年制造出第一块MOS 微处理器以来，科研人员一直研究CMOS 电路的测试，而静态电流测试则作为一项主要的参数测量1975 年Nelson 提出了IDDQ 测试的概念和报告，1981 年M.W Levi 首次发表了关于VLSI CMOS 的测试论文，这就是IDDQ 测试研究的开端。其后，IDDQ 测试用来检测分析各种DM0S 缺陷，包括桥接故障和固定型故障1988 年W.Maly 首次发表了关于电流测试的论文, Levi, Malaiya, C.Crapuchettes, M.Patyra , A .Welbers 和S.Roy 等也率先进 行了片内电流测试的研究开发工作，这些研究奠定了IDDQ 测试的基础、1981 年Philips semiconductor 开始在SRAM 产品测试中采用片内IDDQ 检测单元，其后 许多公司把片内IDDQ 检测单元用在ASIC产品中，但早期的IDDQ 测试基本上只为政府、军工资助的部门或项目所应用。 直到20 世纪80 年代后期，半导体厂商认识到IDDQ 测试是检测芯片物理缺陷 的有效方法，IDDQ 测试才被普遍应用, CAD 工具也开始集成此项功能。目前，IDDQ 测试也逐渐与其他DFT结构，例如扫描路径测试、内建自测试、存储器测试等，结合在一起应用。20 世纪80 年代，电流测量基本上是基于片外测量电路的，80 年代末片上电流传感器的理论和设计方法得以提出，随后这方面所开展的理论 和方法研究纷纷出现，IEEE Technical Committee on Test Technology 于1994 年成立一个称做QTAG ( Quality Test Action Group ) 的技术组织，其任务是研 究片上电流传感器的标准化问题，但该组织得出了电流传感器不经济的结论，因此，1996 年结束标准化研究工作，目前电流传感器的研究主要针对高速片外传感器。 IDDQ 测试是源于物理缺陷的测试，也是可靠性测试的一部分1996 年SRC (Semiconductor Research Corporation ）认定IDDQ 测试是20 世纪90 年代到 21 世纪主要的测试方法之一。IDDQ 测试已成为IC 测试和CAD 工具中一个重要内容，许多Verilog/HDL 模拟工具包含IDDQ 测试生成和故障覆盖率分析的功能。 IDDQ 测试引起重视主要是测试成本非常低和能从根本上找出电路的问题（缺陷）所在。例如，在电压测试中，要把测试覆盖率从80％提高10% ，测试图形一般要

测试流程及测试理论方法

测试流程及测试理论方法 一、测试流程 1.软件开发流程： 需求分析—>概要设计—>详细设计—>编码开发—>测试—>维护 2.测试流程为： 单元测试/集成测试—>系统测试/自动化测试—>性能测试—>验收测试 3.目标： 3.1制定完整且具体的测试路线和流程，为快速、高效和高质量的 软件测试提供基础流程框架。 3.2最终目标是实现软件测试规范化、标准化、自动化。 4.测试流程说明： 5.测试需求分析 测试需求是整个测试过程的基础；确定测试对象以及测试工作的范围和作用。用来确定整个测试工作（如安排时间表、测试设计等）并作为测试覆盖的基础。而且被确定的测试需求项必须是可核实的。即，它们必须有一个可观察、可评测的结果。无法核实的需求不是测试需求。所以我现在的理解是测试需求是一个比较大的概念，它是在整个测试计划文档中体现出来的，不是类似的一个用例或者其他. ·测试需求是制订测试计划的基本依据，确定了测试需求能够为测试计划提供客观依据；

·测试需求是设计测试用例的指导，确定了要测什么、测哪些方面后才能有针对性的设计测试用例； ·测试需求是计算测试覆盖的分母，没有测试需求就无法有效地进行测试覆盖。 5.1测试方法与规范 5.1.1测试方法 随着软件技术发展，项目类型越来越多样化。根据项目类型应选用针对性强的测试方法，合适的测试方法可以让我们事半功倍。以下是针对目前项目工程可以参考的测试方法： ?β测试（beta测试）--非程序员、测试人员 β测试，英文是Betatesting。又称Beta测试，用户验收测试（UAT）。 β测试是的多个用户在一个或多个用户的实际使用环境下进行的测试。开发者通常不在测试现场，Beta测试不能由程序员或测试员完成。 当开发和测试根本完成时所做的测试，而最终的错误和问题需要在最终发行前找到。这种测试一般由最终用户或其他人员完成，不能由程序员或测试员完成。 ?α测试（）--非程序员、测试人员 α测试，英文是Alphatesting。又称Alpha测试. Alpha测试是由一个用户在开发环境下进行的测试，也可以是公司内部的用户在模拟实际操作环境下进行的受控测试，Alpha测试不能由该系统的程序员或测试员完成。

角度测量的原理及其方法

角度测量的原理及其方法 角度测量原理 一、水平角测量原理 地面上两条直线之间的夹角在水平面上的投影称为水平角。如图 3-1所示，A、B、O为地面上的任意点，通OA和OB直线各作一垂 直面，并把OA和OB分别投影到水平投影面上，其投影线Oa和Ob 的夹角∠aOb，就是∠AOB的水平角β。 如果在角顶O上安置一个带有水平刻度盘的测角仪器，其度盘 中心O′在通过测站O点的铅垂线上，设OA和OB两条方向线在水 平刻度盘上的投影读数为a1和b1，则水平角β为： β= b1 - a1(3-1) 二、竖直角测量原理 在同一竖直面内视线和水平线之间的夹角称为竖直角或称垂直 角。如图3-2所示，视线在水平线之上称为仰角，符号为正；视线在 水平线之下称为俯角，符号为负。

图3-1 水平角测量原理图图3-2 竖直角测 量原理图 如果在测站点O上安置一个带有竖直刻度盘的测角仪器，其竖盘中心通过水平视线，设照准目标点A时视线的读数为n，水平视线的读数为m，则竖直角α为： α= n - m (3-2) 光学经纬仪 一、DJ6级光学经纬仪的构造 它主要由照准部(包括望远镜、竖直度盘、水准器、读数设备)、水平度盘、基座三部分组成。现将各组成部分分别介绍如下：１．望远镜 望远镜的构造和水准仪望远镜构造基本相同，是用来照准远方目标。它和横轴固连在一起放在支架上，并要求望远镜视准轴垂直于横轴，当横轴水平时，望远镜绕横轴旋转的视准面是一个铅垂面。为了控制望远镜的俯仰程度，在照准部外壳上还设置有一套望远镜制动和

微动螺旋。在照准部外壳上还设置有一套水平制动和微动螺旋，以控制水平方向的转动。当拧紧望远镜或照准部的制动螺旋后，转动微动螺旋，望远镜或照准部才能作微小的转动。 ２．水平度盘 水平度盘是用光学玻璃制成圆盘，在盘上按顺时针方向从0°到360°刻有等角度的分划线。相邻两刻划线的格值有1°或30′两种。度盘固定在轴套上，轴套套在轴座上。水平度盘和照准部两者之间的转动关系，由离合器扳手或度盘变换手轮控制。 ３．读数设备 我国制造的DJ6型光学经纬仪采用分微尺读数设备，它把度盘和分微尺的影像，通过一系列透镜的放大和棱镜的折射，反映到读数显微镜内进行读数。在读数显微镜内就能看到水平度盘和分微尺影像,如图3-4所示。度盘上两分划线所对的圆心角，称为度盘分划值。 在读数显微镜内所见到的长刻划线和大号数字是度盘分划线及其注记，短刻划线和小号数字是分微尺的分划线及其注记。分微尺的长度等于度盘１°的分划长度，分微尺分成６大格，每大格又分成10，每小格格值为1′，可估读到0.1′。分微尺的0°分划线是其指标线，它所指度盘上的位置与度盘分划线所截的分微尺长度就是分微尺读数值。为了直接读出小数值，使分微尺注数增大方向与度盘注数方向相反。读数时，以在分微尺上的度盘分划线为准读取度数，而后读取该度盘分划线与分微尺指标线之间的分微尺读数的分数，并估读

飞针测试原理

飞针测试机原理 三句离不开本行,今天给大家介绍下各种测试机的测试原理,我们公司代理的是日本的MICROCRAFT公司生产的EMMA飞针测试机,就是正常检测一块PCB板的开,短路情况. 飞针测试的开路测试原理和针床的测试原理是相同的，通过两根探针同时接触网络的端点进行通电，所获得的电阻与设定的开路电阻比较，从而判断开路与否。 但短路测试原理与针床的测试原理是不同的。由于测试探针有限（通常为4∽32根探针），同时接触板面的点数非常小（相应4∽32点），若采用电阻测量法，测量所有网络间的电阻值，那么对具有N个网络的PCB而言，就要进行N2/2次测试，加上探针移动速度有限，一般为10点/秒到50点/秒，不同的测试方法有：充/放电时间（Charge/discharge rise time）法、电感测量(Field measurement)法、电容测量(Capacitance measurement)法、相位差(Phase difference)和相邻网(Adjacency)法、自适应测试(Adaptive measuring)法等等。 1.1充/放电时间法 每个网络的充/放电时间（也称网络值，net value）是一定的。如果有网络值相等，它们之间有可能短路，仅需在网络值相等的网络测量短路即可。它的测试步骤是，首件板：全开路测试→全短路测试→网络值学习；第二块以后板：全开路测试→网络值测试，在怀疑有短路的地方再用电阻法测试。这种测试方法的优点是测试结果准确，可靠性高；缺点是首件板测试时间长，返测次数多，测试效率不高。最有代表性的是MANIA公司的SPEEDY机。 1.2电感测量法

表面能的测试原理、方法、步骤

表面能的测试原理、方法、步骤 界面能可分为固气界面能(也称固体表面能，以下皆称为固体表面能)、气液界面能(也称液体表面能，以下皆称为液体表面能)和固液界面能。其中固体表面能的测定对多孔材料、焊接、涂料、分子筛等领域的理论研究和生产实践具有重要指导作用；液体表面能的测定则与清洁剂的制造、泡沫分离、润湿、脱色、乳化、催化等技术密切相关；而固液界面能主要在涉及固液接触的领域，如油漆、润滑、清洁、石油开采等领域应用广泛。 一、表面能的测试方法 就测量方式而言，液体表面能可以直接通过仪器设备测得，而固体表面能和固液界面能却只能通过其他方法间接地计算获得。而又因为固液界面能、固体表面能、液体表面能三者之间存在某种关系，所以求得固体表面能后，固液界面能的计算问题会迎刃而解。目前测量固体表面能的方法主要有劈裂功法、颗粒沉降法、熔融外推法、溶解热法、薄膜浮选、vander Waals Lifshitz理论以及接触角法等。其中，劈裂功法是用力学装置测量固体劈裂时形成单位新表面所做的功(即该材料的表面能#的方法)。溶解热法是指固体溶解时一些表面消失，消失表面的表面能以热的形式释放，测量同一物质不同比表面的溶解热，由它们的差值估算出其表面能的方法。薄膜浮选法、颗粒沉降法均用于固体颗粒物质表面能的测量，而不适用于片状固体表面能的测量。熔融外推法是针对熔点较低的固体的测量方法，具体方法是加热熔化后测量液态的表面能与温度的关系，然后外推至熔点以下其固态时的表面能。此法假设固态时物质的表面性质与液态时相同，这显然是不合理的。Vander Waals Lifshitz理论在固体表面能计算方面虽有应用，但不够精确。接触角法被认为是所有固体表面能测定方法中最直接、最有效的方法，这种方法本质上是基于描述固液气界面体系的杨氏方程的计算方法。 二、固体表面能测试原理 在非真空条件下液体与固体接触时，整个界面体系会同时受到固体表面能液体表面能和固液界面能作用，使得液体在固体表面呈现特定的接触角（见图1）。提出了著名的杨氏方程（1）式来描述它们之间的关系：

集成电路测试原理及方法资料

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 集成电路测试原理及方法简介 院系：电气工程及自动化学院 姓名： XXXXXX 学号： XXXXXXXXX 指导教师： XXXXXX 设计时间： XXXXXXXXXX

摘要 随着经济发展和技术的进步，集成电路产业取得了突飞猛进的发展。集成电路测试是集成电路产业链中的一个重要环节，是保证集成电路性能、质量的关键环节之一。集成电路基础设计是集成电路产业的一门支撑技术，而集成电路是实现集成电路测试必不可少的工具。 本文首先介绍了集成电路自动测试系统的国内外研究现状，接着介绍了数字集成电路的测试技术，包括逻辑功能测试技术和直流参数测试技术。逻辑功能测试技术介绍了测试向量的格式化作为输入激励和对输出结果的采样，最后讨论了集成电路测试面临的技术难题。 关键词：集成电路；研究现状；测试原理；测试方法

目录 一、引言 (4) 二、集成电路测试重要性 (4) 三、集成电路测试分类 (5) 四、集成电路测试原理和方法 (6) 4.1.数字器件的逻辑功能测试 (6) 4.1.1测试周期及输入数据 (8) 4.1.2输出数据 (10) 4.2 集成电路生产测试的流程 (12) 五、集成电路自动测试面临的挑战 (13) 参考文献 (14)

一、引言 随着经济的发展，人们生活质量的提高，生活中遍布着各类电子消费产品。电脑﹑手机和mp3播放器等电子产品和人们的生活息息相关，这些都为集成电路产业的发展带来了巨大的市场空间。2007年世界半导体营业额高达2.740亿美元，2008世界半导体产业营业额增至2.850亿美元，专家预测今后的几年随着消费的增长，对集成电路的需求必然强劲。因此，世界集成电路产业正在处于高速发展的阶段。 集成电路产业是衡量一个国家综合实力的重要重要指标。而这个庞大的产业主要由集成电路的设计、芯片、封装和测试构成。在这个集成电路生产的整个过程中，集成电路测试是惟一一个贯穿集成电路生产和应用全过程的产业。如：集成电路设计原型的验证测试、晶圆片测试、封装成品测试，只有通过了全部测试合格的集成电路才可能作为合格产品出厂，测试是保证产品质量的重要环节。 集成电路测试是伴随着集成电路的发展而发展的，它为集成电路的进步做出了巨大贡献。我国的集成电路自动测试系统起步较晚，虽有一定的发展，但与国外的同类产品相比技术水平上还有很大的差距，特别是在一些关键技术上难以实现突破。国内使用的高端大型自动测试系统，几乎是被国外产品垄断。市场上各种型号国产集成电路测试，中小规模占到80%。大规模集成电路测试系统由于稳定性、实用性、价格等因素导致没有实用化。大规模/超大规模集成电路测试系统主要依靠进口满足国内的科研、生产与应用测试，我国急需自主创新的大规模集成电路测试技术，因此，本文对集成电路测试技术进行了总结和分析。 二、集成电路测试重要性 随着集成电路应用领域扩大，大量用于各种整机系统中。在系统中集成电路往往作为关键器件使用，其质量和性能的好坏直接影响到了系统稳定性和可靠性。 如何检测故障剔除次品是芯片生产厂商不得不面对的一个问题，良好的测试流程，可以使不良品在投放市场之前就已经被淘汰，这对于提高产品质量，建立生产销售的良性循环，树立企业的良好形象都是至关重要的。次品的损失成本可以在合格产品的售价里得到相应的补偿，所以应寻求的是质量和经济的相互制衡，以最小的成本满足用户的需要。 作为一种电子产品，所有的芯片不可避免的出现各类故障，可能包括：1.固定型故障；2.跳变故障；3.时延故障；4.开路短路故障；5桥接故障，等等。测试的作用是检验芯片是否存在问题，测试工程师进行失效分析，提出修改建议，从工程角度来讲，测试包括了验证测试和生产测试两个主要的阶段。

测试的基本理论和方法

【转】浅谈软件测试的基本理论与方法 随着软件应用领域越来越广泛，其质量的优劣也日益受到人们的重视。质量保证能力的强弱直接影响着软件业的发展与生存。软件测试是一个成熟软件企业的重要组成部分，它是软件生命周期中一项非常重要且非常复杂的工作，对软件可靠性保证具有极其重要的意义。 在软件的测试过程中，应该应用各种测试方法，以保证产品有一个较高较稳定的质量。根据不同的生产过程进行不同的测试，包括黑盒测试、cc霜白盒测试、携程网酒店预定功能测试、系统测试、压力测试、安装/卸载测试、兼容性测试、α 测试、β 测试等。 软件测试是整个软件开发过程中一段非常重要的阶段，在测试过程中如能按照测试的基本过程来进行测试，软件的质量能有所保障。 我做了一个半月的测试，就现在的感觉而言，其实做测试必开发却是是轻松了一点，不是那么的累脑子，但是测试也是很深的一门学问，针对于不同的公司，产品不一样，所要求的测试的技术也不一样。有的公司测试很轻松，但是有的公司测试也是经常加班熬通宵的 1软件测试基础 信息技术的飞速发展，使软件产品应用到社会的各个领域，软件产品的质量自然成为人们共同关注的焦点。不论软件的生产者还是软件的使用者，均生存在竞争的环境中，软件开发商为了占有市场，必须把产品质量作为企业的重要目标之一，以免在激烈的竞争中被淘汰出局。用户为了保证自己业务的顺利完成，当然希看选用优质的软件。质量不佳的软件产品不仅会使开发商的维护难度和用户的使用本钱大幅增加，还可能产生其他的责任风险，造成公司信誉下降，继而冲击股票市场。在一些关键应用(如民航订票系统、银行结算系统、证券交易系统、自动飞行控制软件、军事防御、核电站安全控制系统等) 中使用质量有问题的软件，还可能造成灾难性的后果。 软件危机曾经是软件界甚至整个计算机界最热门的话题。为了解决这场危机，软件从业职员、专家和学者做出了大量的努力。现在人们已经逐步熟悉到所谓的软件危机实际上仅是一种状况，那就是软件中有错误，正是这些错误导致了软件开发在本钱、进度和质量上的失控。有错是软件的属性，而且是无法改变的，由于软件是由人来完成的，所有由人做的工作都不会是完美无缺的。问题在于我们如何避免错误的产生和消除已经产生的错误，使程序中的错误密度达到尽可能低的程度。 1.1软件测试的概念 软件测试是为了发现错误而执行程序的过程。或者说，软件测试是根据软件开发各阶段的规格说明和程序的内部结构而精心设计一批测试用例（即输进数据及其预期的输出结果），并利用这些测试用例去运行程序，以发现程序错误的过程。

IDDQ测试原理与方法

电流测试 1电流测试简介 功能测试是基于逻辑电平的故障检测，逻辑电平值通过测量原始输出的电压来 确定，因此功能测试实际上是电压测试。电压测试对于检测固定型故障特别是双极 型工艺中的固定型故障是有效的，但对于检测CMOS工艺中的其他类型故障则显得 有些不足，而这些故障类型在CMOS电路测试中是常见的对于较大电路，电压测试 由于测试图形的生成相当复杂且较长，因而电流测试方法被提出来电流测试的测试 集相当短，这种测试方式对于固定型故障也有效。 CMOS电路具有低功耗的优点，静态条件下由泄漏电流引起的功耗可以忽略，仅 在转换期间电路从电源消耗较大的电流。电源电压用V DD表示，Q代表静态 （quiescent)，则IDDQ可用来表示MOS电路静态时从电源获取的电流，对此电 流的测试称为IDDQ测试，这是一种应用前景广泛的测试。 IDDQ测试概念的提出时间并不很长，但自半导体器件问世以来，基于电流的测 量一直是测试元器件的一种方法，这种方法即所谓的IDDQ测试，用在常见的短接故障检测中。自从Wanlsaa于1961年提出CMOS概念,1968年RCA制造出第一 块CMOSIC和1974年制造出第一块MOS微处理器以来，科研人员一直研究CMOS电路的测试，而静态电流测试则作为一项主要的参数测量1975年Nelson提出了IDDQ测试的概念和报告，1981年M.WLevi 首次发表了关于VLSICMOS的测试论文，这就是IDDQ测试研究的开端。其后，IDDQ测试用来检测分析各种DM0S缺陷，包括桥接故障和固定型故障1988年W.Maly首次发表了关于电流测试的论 文,Levi,Malaiya,C.Crapuchettes,M.Patyra,A.Welbers和S.Roy等也率先进行了片内电流测试的研究开发工作，这些研究奠定了IDDQ测试的基础、1981年Philipssemiconductor开始在SRAM产品测试中采用片内IDDQ检测单元，其后许多公司把片内IDDQ检测单元用在ASIC产品中，但早期的IDDQ 测试基本上只为政府、军工资助的部门或项目所应用。 直到20世纪80年代后期，半导体厂商认识到IDDQ测试是检测芯片物理缺陷 的有效方法，IDDQ测试才被普遍应用,CAD工具也开始集成此项功能。目前， IDDQ测试也逐渐与其他DFT结构，例如扫描路径测试、内建自测试、存储器测试等，结合在一起 应用。20世纪80年代，电流测量基本上是基于片外测量电路的， 80年代末片上电流传感器的理论和设计方法得以提出，随后这方面所开展的理论和方法研究纷纷 出现，IEEETechnicalCommitteeonTestTechnology于1994年成立一个称做 QTAG(QualityTestActionGroup)的技术组织，其任务是研究片上电流传感器的标准化问题，但该 组织得出了电流传感器不经济的结论，因此，1996年结束标准化研究工作，目前电流传感器的研 究主要针对高速片外传感器。 IDDQ测试是源于物理缺陷的测试，也是可靠性测试的一部分1996年SRC (SemiconductorResearchCorporation）认定IDDQ测试是20世纪90年代到 21世纪主要的测试方法之一。IDDQ测试已成为IC测试和CAD工具中一个重要内 容，许多Verilog/HDL模拟工具包含IDDQ测试生成和故障覆盖率分析的功能。 IDDQ测试引起重视主要是测试成本非常低和能从根本上找出电路的问题（缺陷） 所在。例如，在电压测试中，要把测试覆盖率从80％提高10%，测试图形一般要

各种测试工具的原理,方法,应用

1、简介：通过对材料进行X射线衍射，分析其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。 2、工作原理 X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射，主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅，这些很大数目的粒子（原子、离子或分子）所产生的相干散射将会发生光的干涉作用，从而使得散射的X射线的强度增强或 布拉格衍射示意图 减弱。由于大量粒子散射波的叠加，互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。 满足衍射条件，可应用布拉格公式：2dsinθ=nλ 应用已知波长的X射线来测量θ角，从而计算出晶面间距d，这是用于X射线结构分析；另一个是应用已知d的晶体来测量θ角，从而计算出特征X射线的波长，进而可在已有资料查出试样中所含的元素。 3、样品制备;通常定量分析的样品细度应在45微米左右，即应过325目筛。 4、应用现状 X射线衍射(包括散射)已经成为研究晶体物质和某些非晶态物质微观结构的有效方 物相分析是X射线衍射在金属中用得最多的方面，分定性分析和定量分析。前者把对材料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据相比较，确定材料中存在的物相；后者则根据衍射花样的强度，确定材料中各相的含量。在研究性能和各相含量的关系和检查材料的成分配比及随后的处理规程是否合理等方面都得到广泛应用。 对于组成元素未知的单组份化合物或者多组分混合物，直接用XRD进行物相分析是存在一定问题的，由于同组的元素具有相似的性质和晶体结构。造成在同位置出现衍射峰，从而不能确定物相。所以对于未知组成的晶态化合物首先要进行元素的定性分析。

简介：电子顺磁共振（electron paramagnetic resonance，EPR）是由不配对电子的磁矩发源的一种磁共振技术，可用于从定性和定量方面检测物质原子或分子中所含的不配对电子，并探索其周围环境的结构特性。对自由基而言，轨道磁矩几乎不起作用，总磁矩的绝大部分（99%以上）的贡献来自电子自旋，所以电子顺磁共振亦称“电子自旋共振”（ESR）。 基本原理;电子的运动产生力矩 检测对象：不配对电子（或称单电子）的物质 作用：探索其周围环境的结构特性 基本原理;电子是具有一定质量和带负电荷的一种基本粒子，它能进行两种运动；一种是在围绕原子核的轨道上运动，另一种是对通过其中心的轴所作的自旋。由于电子的运动产生力矩，在运动中产生电流和磁矩。在外加恒磁场H中，电子磁矩的作用如同细小的磁棒或磁针，由于电子的自旋量子数为1/2，故电子在外磁场中只有两种取向：一与H平行，对应于低能级，能量为-1/2gβH；一与H逆平行，对应于高能级，能量为+1/2gβH，两能级之间的能量差为gβH。若在垂直于H的方向，加上频率为v的电磁波使恰能满足hv=gβH这一条件时，低能级的电子即吸收电磁波能量而跃迁到高能级，此即所谓电子顺磁共振。在上述产生电子顺磁共振的基本条件中，h为普朗克常数，g为波谱分裂因子（简称g因子或g值），β为电子磁矩的自然单位，称玻尔磁子。以自由电子的g值=2.00232，β=9.2710×10-21尔格/高斯，h=6.62620×10-27尔格·秒，代入上式，可得电磁波频率与共振磁场之间的关系式：（兆赫）=2.8025H（高斯） 检测对象;可分为两大类：①在分子轨道中出现不配对电子（或称单电子）的物质。如自由基（含有一个单电子的分子）、双基及多基（含有两个及两个以上单电子的分子）、三重态分子（在分子轨道中亦具有两个单电子，但它们相距很近，彼此间有很强的磁的相互作用，与双基不同）等。 ②在原子轨道中出现单电子的物质，如碱金属的原子、过渡金属离子（包括铁族、钯族、铂族离子，它们依次具有未充满的3d，4d，5d壳层）、稀土金属离子（具有未充满的4f壳层）等。 波谱仪;绝大多数仪器工作于微波区，通常采用固定微波频率v，而改变磁场强度H来达到共振条件。但实际上v若太低，则所用波导答尺寸要加大，变得笨重，加工不便，成本贵；而v又不能

静力触探测试原理方法及内业整理

静力触探测试原理方法及内业整理 1 静力触探测试原理 静力触探的工作过程是用静力将探头压到土层中去。在贯入过程中，由于埋藏在地层中的各种土的物理力学性质不同，因此，探头遇到的阻力也不同，有的土软，阻力就小，有的土硬，阻力就大。土的软硬正是土的力学性质的一种体表现。所以贯入阻力是从一个侧面反应了土的强度。根据这样一种内部联系，我们利用探头中的阻力传感器，将贯入阻力通过电子量测记录仪表把它显示和记录下来，并利于贯入阻力和土的强度之间存在的一定关系，确定土的力学指标，划分土层，进行地基土评价和提供设计所有需参数。 当静力触探的探头在静压力作用下，均速向土层中贯入时，探头附近一定范围内的土体受到压缩和剪切破坏，同时对探头产生贯入阻力。一般的说，同一种土层中贯入阻力大，土层的力学性质好，承载力高。反之，贯入阻力小，土层软弱，承载力低。在生产中利用静力触探与土的野外载荷试验对比，或静力触探贯入阻力与桩基承载力及土的物理学性质的指标对比，运用数理统计的方法，可以建立各种相关方程(经验关系)。这样，只要知道土层的贯入阻力即可确定该层土的地基承载力等指标参数。 静力触探主要由两部分组成：一是贯入系统—由加压装置及反力装置组成；二是量测系统—由装在探头中的阻力传感器和量测仪表组成。 2 静力触探的现场测试 2.1 操作前的准备及注意事项 1 数据记录系统操作前准备及注意事项 1) 检查电源：如用外接电源时，必须检查确认是220V交流电时，如为电瓶等直流电源， 需检查其直流电压为12V，方可接入静探微机。打开开关检查微机显示是否正常，无异 常情况后方可使用。 2) 检查发讯机：角机插座接好后，打开仪表，拨动发讯角机并检查静探微机是否有讯号接 收。 3) 在开始工作前，操作人员必须填写测试孔号、日期、时间、测试探头编号等项，工作结 束后记录测试深度。 2 现场操作前的准备及注意事项 1) 作业前需了解工程类型、工程特点、可能的基础类型及埋深，孔位、孔深、测试目的。

照度计的测试原理和方法

照度计的测试原理和方法 1．照度的测试原理 照度是受照平面上接受的光通量的面密度。照度汁是用于测量被照面上的光照度的仪器，是光照度测量中用得最多的仪器之一。 2．照度计的结构原理照度计由光度头（又称受光探头，包括接收器、V（λ）对滤光器、余弦修正器）和读数显示器两部分组成。其结构见图1。 图1 照度计的结构原理图 四、测量步骤和方法 在工作房间内，应该在每个工作地点（如书桌、工作台）测量照度，然后加以平均。对于没有确定工作地点的空房间或非工作房间，如果单用一般照明，通常选 0.8m 高的水平面测量照度。将测量区域划分成大小相等的方格（或接近方形），测量每个方格中心的照度Ei，其平均照度等于各点照度的平均值，即 式中E av ——测量区域的平均照度，lx； E i ——每个测量网格中心的照度，lx； N——测点数。

照度均匀度是指规定表面上的最小照度与平均照度之比，即： 式中E min ——指所测表面上的最小照度，lx。 本实验中，可以房间所布置的测点面为指定表面，最小照度可认为所测点中的最小照度值。 测量房间每个方格的边长为lm，大房间可 式中E av ——测量区域的平均照度，lx； E i ——每个测量网格中心的照度，lx； N——测点数。 照度均匀度是指规定表面上的最小照度与平均照度之比，即： 式中E min ——指所测表面上的最小照度，lx。 本实验中，可以房间所布置的测点面为指定表面，最小照度可认为所测点中的最小照度值。 测量房间每个方格的边长为lm，大房间可取2 -4 m 。走道、楼梯等狭长的交通地段沿长度方向中心线布置测点，间距1 -2 m ；测量平面为地平面或地面以上 150mm 水平面。 测点数目越多，得到的平均照度值越精确，不过也要花费更多的时间和精力。如果E av的允许测量误差为±10%，可以用根据室形指数选择最少测点的办法减少工作量，两者的关系列于表1。若灯具数与表给出的测点数恰好相等，则必须增加测点。 表1 室形指数与测点数的关系 式中L、W为房间的长和宽，h r为由灯具至测量平面的高度。 当以局部照明补充一般照明时，要按人的正常工作位置来测量工作点的照度，将照度计的光电池置于工作面上或进行视觉作业的操作表面上。 发光强度单位坎德拉在物理学上是如何定义的？ 1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。为了解和使用便利，以下将有关知识做一简单介绍： 名称单位符号定义 光强度cd

IDDQ测试原理及方法

1 电流测试简介 功能测试是基于逻辑电平的故障检测，逻辑电平值通过测量原始输出的电压来确定，因此功能测试实际上是电压测试。电压测试对于检测固定型故障特别是双极型工艺中的固定型故障是有效的，但对于检测CMOS 工艺中的其他类型故障则显得有些不足，而这些故障类型在CMOS 电路测试中是常见的对于较大电路，电压测试由于测试图形的生成相当复杂且较长，因而电流测试方法被提出来电流测试的测试集相当短，这种测试方式对于固定型故障也有效。 CMOS 电路具有低功耗的优点，静态条件下由泄漏电流引起的功耗可以忽略，仅 表示，Q 代表静态 在转换期间电路从电源消耗较大的电流。电源电压用V DD （quiescent) ，则IDDQ 可用来表示MOS电路静态时从电源获取的电流，对此电流的测试称为IDDQ 测试，这是一种应用前景广泛的测试。 IDDQ 测试概念的提出时间并不很长，但自半导体器件问世以来，基于电流的测量一直是测试元器件的一种方法，这种方法即所谓的IDDQ 测试，用在常见的短接故障检测中。自从Wanlsaa 于1961 年提出CMOS 概念, 1968 年RCA 制造出第一块CMOS IC 和1974 年制造出第一块MOS 微处理器以来，科研人员一直研究CMOS 电路的测试，而静态电流测试则作为一项主要的参数测量1975 年Nelson 提出了IDDQ 测试的概念和报告，1981 年 Levi 首次发表了关于VLSI CMOS 的测试论文，这就是IDDQ 测试研究的开端。其后，IDDQ 测试用来检测分析各种DM0S 缺陷，包括桥接故障和固定型故障1988 年首次发表了关于电流测试的论文, Levi, Malaiya, , , A .Welbers 和等也率先进行了片内电流测试的研究开发工作，这些研究奠定了IDDQ 测试的基础、1981 年Philips semiconductor 开始在SRAM 产品测试中采用片内IDDQ 检测单元，其后许多公司把片内IDDQ 检测单元用在ASIC产品中，但早期的IDDQ 测试基本上只为政府、军工资助的部门或项目所应用。 直到20 世纪80 年代后期，半导体厂商认识到IDDQ 测试是检测芯片物理缺陷的有效方法，IDDQ 测试才被普遍应用, CAD 工具也开始集成此项功能。目前，IDDQ 测试也逐渐与其他DFT结构，例如扫描路径测试、内建自测试、存储器测试等，结合在一起应用。20 世纪80 年代，电流测量基本上是基于片外测量电路的，80 年代末片上电流传感器的理论和设计方法得以提出，随后这方面所开展的理论和方法研究纷纷出现，IEEE Technical Committee on Test Technology 于1994 年成立一个称做QTAG ( Quality Test Action Group ) 的技术组织，其任务是研究片上电流传感器的标准化问题，但该组织得出了电流传感器不经济的结论，因此，1996 年结束标准化研究工作，目前电流传感器的研究主要针对高速片外传感器。 IDDQ 测试是源于物理缺陷的测试，也是可靠性测试的一部分1996 年SRC (Semiconductor Research Corporation ）认定IDDQ 测试是20 世纪90 年代到21 世纪主要的测试方法之一。IDDQ 测试已成为IC 测试和CAD 工具中一个重要内容，许多Verilog/HDL 模拟工具包含IDDQ 测试生成和故障覆盖率分析的功能。 IDDQ 测试引起重视主要是测试成本非常低和能从根本上找出电路的问题（缺陷）所在。例如，在电压测试中，要把测试覆盖率从80％提高10% ，测试图形一般要增加一倍，而要从95 ％每提高一个百分点，测试图形大约要在前面的基础上

TDR 测试原理及测试方法

TDR测试原理及测试方法 --BJLK 1、TDR的作用和工作原理 随着数字电路工作速度得提高，PCB板上信号的传输速率也越来越高，如PCI-Express的信号速率已经达到2.5Gb/s，SATA的信号速率已经达到3Gb/s，新的标准如PCI-Express II、XAUI、10G以太网的工作速率更高。随着数据速率的提高，信号的上升时间会更快。当快上升沿的信号在电路板上遇到一个阻抗不连续点时就会产生更大的反射，这些信号的反射会改变信号的形状，因此线路阻抗是影响信号完整性的一个关键因素。对于高速电路板来说，很重要的一点就是要保证在信号传输路径上阻抗的连续性，从而避免信号产生大的反射。相应的，对于测试来说也需要测试高速电路板的信号传输路径上阻抗的变化情况并分析问题原因，从而更好地定位问题，例如PCI-Express和SATA等标准都需要精确测量传输线路的阻抗。下表是SATA对于系统内连接的电缆和连接器的阻抗和衰减的要求： 要进行阻抗测试，一个快捷有效地方法就是TDR(时域反射计)方法。TDR的工作原理是基于传输线理论，工作方式有点象雷达。如下

图所示，当有一个阶跃脉冲加到被测线路上，在阻抗不连续点就会产生反射，已知源阻抗Z0，则根据反射系数ρ就可以计算出被测点阻抗ZL的大小。 最简单的TDR测量配置是在宽带示波器的模块中增加一个阶跃脉冲发生器。阶跃脉冲发生器发出一个快上升沿的阶跃脉冲，同时接收模块采集反射信号的时域波形。如果被测件的阻抗是连续的，则信号没有反射，如果有阻抗的变化，就会有信号反射回来。根据反射回波的时间可以判断阻抗不连续点距接收端的距离，根据反射回来的幅度可以判断相应点的阻抗变化。下图是TDR的工作方式和对一个被测件的TDR波形。

工程测量原理与方法

第二讲工程测量学的原理、方法和技术Theory,way,technology of engineering surveying 主要内容：观测量和测量定位原理、地面测量方法和技术、专用测量方法与技术、空间测量方法与技术。 难点：专用测量方法与技术、空间测量方法与技术 2．1 概述 工程测量学与大地测量学、摄影测量与遥感学、地图制图学海洋测绘和测绘仪器学一样，是现代测绘学的分支学科。它即遵循测绘学的基本原理、方法和技术，又为了解决工程和工程建设中的测绘技术问题，工程测量学也形成了具有自身特点的原理、方法和技术，以及各种专用和通用的测量仪器。2．2 观测量和测量定位原理 2．2．1 工程测量中的观测量 工程测量的实质是： 1>通过各种观测量确定客观物体上的特征点在某一坐标系下的三维坐标（平 面位置与高程即X，Y，H）及其随时间的变化。 2>根据设计坐标（X，Y，Z）通过各种观测量将设计实体放样到实地。 观测量： 1>角度（方向）观测量 角度观测量又分水平角和垂直角（高度角）或天顶距（观测方向线与铅垂线间的夹角） 所用仪器：经纬仪、全站仪 2>距离观测量 两点间的平距、斜距，一点到直线的距离，一点到平面的距离。

所用仪器：钢尺、皮尺、铟瓦线尺（叫丈量法或机械法） 经纬仪、视距仪（叫视距法或视差法） 测距仪、全站仪（叫物理测距法） GPS全球定位系统（伪距法） 3>高差观测量 两点正常高程之差 所用仪器：钢尺、水准仪、测距仪、全站仪、液体静力水准测量（用于工程变形测量） 4>方位角观测量 地面上某一方向线与真北方向的夹角（真方位角） 所用仪器：陀螺仪（用于矿山、铁路与公路隧道及城市地铁隧道中）2．2．2 工程测量中测量定位原理 工程测量的任务：测量、测设或放样 工程测量中所采用的坐标系统： 1>平面—高斯—克吕格平面直角坐标系或独立平面直角坐标系 2>高程—正常高系统 测量定位原理： 1>高差与高程的测定 不论进行水准测量还是利用水准仪进行高程放样，均是利用水平视线测定两 点之间的高差（如图2-1）： Hab=a-b 如A点的高程已知，则B点 的高程为：

方阻测试测试原理及方法

方阻的测试原理 方块电阻如何测试呢，可不可以用万用表电阻档直接测试图一所示的材料呢？不可以的，因万用表的表笔只能测试点到点之间的电阻，而这个点到点之间的电阻不表示任何意义。如要测试方阻，首先我们需要在A边和B边各压上一个电阻比导电膜电阻小得多的圆铜棒，如图一所示，而且这个圆铜棒光洁度要高，以便和导电膜接触良好。这样我们就可以通过用万用表测试两铜棒之间的电阻来测出导电薄膜材料的方阻。 图一 如果方阻值比较小，如在几个欧姆以下，因为存在接触电阻以及万用表本身性能等因素，用万用表测试就会存在读数不稳和测不准的情况。这时就需要用专门的用四端测试的低电阻测试仪器，如毫欧计、微欧仪等。测试方法如下：用四根光洁的圆铜棒压在导电薄膜上，如图二所示。 图二 四根铜棒用A、B、C、D表示，它们上面焊有导线接到低电阻测试仪上，我们使BC之间的距离L等于导电薄膜的宽度W，AB、CD之间的距离没有要求，一般在10--20mm就可以，接通低电阻测试仪以后，低电阻测试仪显示的阻值就是材料的方阻值。这种测试方法的优点是：（1）用这种方法低电阻测试仪可以测试到几百毫欧，几十毫欧，甚至更小的方阻值，（2）由于采用四端测试，铜棒和导电膜之间的接触电阻，铜棒到仪器的引线电阻，即使比被测电阻大也不会影响测试精度。（3）测试精度高。由于低电阻测试仪的精度很高，方阻的测试精度主要由膜宽W和导电棒BC之间的距离L的机械精度决定，由于尺寸比较大，这个机械精度可以做得比较高。在实际操作时，为了提高测试精度和为了测试长条状材料，W和L不一定相等，可以使L比W大很多，此时方阻Rs=Rx×W/L，Rx为低电阻测试仪读数。

此方法虽然精度比较高，但比较麻烦，尤其在导电薄膜材料比较大，形状不整齐时，很难测试，这时就需要用专用的四探针探头来测试材料的方阻，如图三所示。 图三 四探针测试头由四根探针阻成，四根探针之间的距离相等，四根探针连接到低电阻测试仪上，当四探针测试头压在导电薄膜材料上面时，低电阻测试仪就能显示出材料的方阻值R□。具体原理是外端的两根探针产生电流场，内端上两根探针测试电流场在这两个探点上形成的电势。因为方阻越大，产生的电势也越大，因此就可以测出材料的方阻值。但四探针测试在原理上与图二所示用铜棒测方阻的方法不同：因电流场中仅少部分电流在内端上两根探针点上产生电压（电势），比值为1：F(D/S)，F(D/S)称为样品直径修正因子，与测试样品的直径D及四根探针之间的距离S有关，F(D/S)值通过物理学理论计算得到，可直接从附表1查出(见产品操作手册)。 于是，所测得的方阻为： R□=Rx×F(D/S)×F(W/S)×Fsp 其中：D—样品直径，单位：cm或mm，注意与探针间距S单位一致； S—平均探针间距，单位：cm或mm，注意与样品直径D单位一致(四探针头合格证上的S值)； W—样品厚度，单位：cm或mm，在F(W/S)中注意与S单位一致； Fsp—探针间距修正系数(四探针头测试结果上的F值)； F(D/S)—样品直径修正因子。当D→∞时，F(D/S)=4.532，有限直径下的F(D/S)由附表1查出(见产品操作手册)： F(W/S)—样品厚度修正因子。W/S<0.4时，F(W/S)=1；W/S>0.4时，F(W/S)值由附表2查出(见产品操作手册)； Rx—低电阻测试仪测量电阻值，单位?。 由方阻和电阻率的关系，可得电阻率ρ ρ=R□×W=Rx×F(D/S)×F(W/S)×Fsp×W

tdr测试的原理及方法介绍

tdr测试的原理及方法介绍 TDR概述TDR是多个英文单词的缩写，包括：Time-Domain Reflectometry—时域反射技术，一种对反射波进行分析的遥控测量技术，在遥控位置掌握被测量物件的状况。TDR主要由三部分构成：快沿信号发生器，采样示波器和探头系统。 TDR测试原理及测试方法随着数字电路工作速度得提高，PCB板上信号的传输速率也越来越高，如PCI-Express的信号速率已经达到2.5Gb/s，SATA的信号速率已经达到3Gb/s，新的标准如PCI-Express II、XAUI、10G以太网的工作速率更高。随着数据速率的提高，信号的上升时间会更快。当快上升沿的信号在电路板上遇到一个阻抗不连续点时就会产生更大的反射，这些信号的反射会改变信号的形状，因此线路阻抗是影响信号完整性的一个关键因素。对于高速电路板来说，很重要的一点就是要保证在信号传输路径上阻抗的连续性，从而避免信号产生大的反射。相应的，对于测试来说也需要测试高速电路板的信号传输路径上阻抗的变化情况并分析问题原因，从而更好地定位问题，例如PCI-Express和SATA等标准都需要精确测量传输线路的阻抗。下表是SATA对于系统内连接的电缆和连接器的阻抗和衰减的要求： 要进行阻抗测试，一个快捷有效地方法就是TDR（时域反射计）方法。TDR的工作原理是基于传输线理论，工作方式有点象雷达。如下图所示，当有一个阶跃脉冲加到被测线路上，在阻抗不连续点就会产生反射，已知源阻抗Z0，则根据反射系数ρ就可以计算出被测点阻抗ZL的大小。 最简单的TDR测量配置是在宽带示波器的模块中增加一个阶跃脉冲发生器。阶跃脉冲发生器发出一个快上升沿的阶跃脉冲，同时接收模块采集反射信号的时域波形。如果被测件的阻抗是连续的，则信号没有反射，如果有阻抗的变化，就会有信号反射回来。根据反射回波的时间可以判断阻抗不连续点距接收端的距离，根据反射回来的幅度可以判断相应点的阻抗变化。下图是TDR的工作方式和对一个被测件的TDR波形。