關(guān)于DVD與高速串行總線(xiàn)抖動(dòng)測量技術(shù)與應用

*生產(chǎn)線(xiàn)上的應用

合格/不合格判斷功能方便在線(xiàn)測量,合格/不合格判斷功能是在對比設定值和測量值的基礎上建立，利用LED指示并被輸出；遙控功能，抖動(dòng)測量和其他面板功能可以遙控實(shí)現。

*其余用途

可以測量CD-R/RW的每一抖動(dòng)，最高可達*32倍速度；對于CD-R/RW，可以測量雙相位信號的1T抖動(dòng);符合DVD標準規格的均衡器，進(jìn)行精確的測量通過(guò)選購的RF均衡器可以直接檢測生產(chǎn)線(xiàn)上發(fā)射的待測信號。

2、高速串行總線(xiàn)抖動(dòng)測量技術(shù)

2.1問(wèn)題的引來(lái)

越來(lái)越多的高速計算機和通信系統開(kāi)始采用高速串行總線(xiàn)在芯片間，背板間和系統設備間傳送高速數據。在數據傳輸過(guò)程中，任何微小的高速時(shí)鐘和數據抖動(dòng)都會(huì )對整個(gè)系統產(chǎn)生巨大的影響，在這種情況下，抖動(dòng)已經(jīng)成為設計高速數字系統成敗的關(guān)鍵。最典型的是傳統的33M PCI并行總線(xiàn)正在被采用高速串行技術(shù)的PCI-Express取代，而它的最新標準支持的數據率已經(jīng)到5Gb/S，一個(gè)U1的寬度僅200ps，任何微小的抖動(dòng)都會(huì )導致數據傳輸錯誤.從當前各種高速串行總線(xiàn)和數據鏈路的定時(shí)余量規范中表明，在數字系統中嚴格地控制抖動(dòng)是必須的。只有全面有效的測試和分析抖動(dòng)，其根本原因才能被隔離，從而針對引起系統抖動(dòng)的原因來(lái)減少抖動(dòng)，提高系統性能和穩定性。如PCI-Express、FBD、InfiniBand、SerialATA和DVI等高速總線(xiàn)都對于時(shí)鐘，數據抖動(dòng)有明確要求。

2.2示波器進(jìn)行的實(shí)時(shí)抖動(dòng)測試方法不失為實(shí)用可靠之方法。

針對高速串行總線(xiàn)抖動(dòng)可用示波器進(jìn)行的實(shí)時(shí)抖動(dòng)測試方法并探討影響抖動(dòng)測試結果的關(guān)鍵因素。

2.21典型的抖動(dòng)測試方法

*在了解抖動(dòng)測試前，明智選擇合適的抖動(dòng)測試工具和方法成為整個(gè)抖動(dòng)測試工作的首先。

為成功地設計高速數字系統，不僅需要理解什么是抖動(dòng)，計算抖動(dòng)的大小，還需要對不同的抖動(dòng)分量進(jìn)行隔離和分解，分析造成抖動(dòng)的原因，進(jìn)而避免在高速系統中出現抖動(dòng)造成的系統故障。在了解抖動(dòng)測試前，首先必須選擇合適的抖動(dòng)測試工具和方法。

2.22高性能數字示波器配備高速采集內存成為最流行的抖動(dòng)測試工具。

這是因為目前有幾種抖動(dòng)測試工具可供選擇，誤碼儀(BERT)直接測試系統的誤碼率，但是價(jià)位昂貴，功能單一，并不適合設計人員和調試人員；采用時(shí)間間隔分析儀測試抖動(dòng)也存在功能單一，抖動(dòng)分析能力不足的限制。

對于數字示波器而言，典型的抖動(dòng)測試方法主要有2種：

*即采用數字存儲示波器的等效采樣模式或直接使用采樣示波器，通過(guò)直方圖統計測量累計定時(shí)抖動(dòng).等效采樣的缺點(diǎn)是無(wú)法消除示波器自身的觸發(fā)抖動(dòng)對測試結果的影響，并且由于它采用的是多次觸發(fā)，多次采集，累計顯示的工作方式，對于電路設計和調試而言受到較多的限制，無(wú)法進(jìn)行深層的抖動(dòng)分析。另一個(gè)限制是該方法抖動(dòng)測試參數有限，例如不能測試周期間抖動(dòng)。

*更為流行的方法是采用數字存儲示波器的實(shí)時(shí)捕獲模式，單次．分析和抖動(dòng)分解得到每一個(gè)抖動(dòng)分量，幫助設計和測試人員分析抖動(dòng)產(chǎn)生的原因，甚至通過(guò)抖動(dòng)分解估算系統的誤碼率。例如，在有關(guān)抖動(dòng)和信號完整性方法論用泰克實(shí)時(shí)示波器配合TDSJIT3抖動(dòng)分析軟件進(jìn)行抖動(dòng)測試和分析。圖5是TDSJIT3實(shí)時(shí)抖動(dòng)測試結果。

2.3抖動(dòng)測試

抖動(dòng)可以描述為相鄰脈：中邊沿、甚至非相鄰脈；中邊沿周期或相位的定時(shí)變化。這些指標適合檢定長(cháng)期和短期的時(shí)鐘和數據穩定性。通過(guò)更加深入地分析抖動(dòng)指標，利用抖動(dòng)測試結果，預測復雜系統的數據傳輸性能。

周期抖動(dòng)用來(lái)衡量時(shí)鐘或數據周期樣點(diǎn)的邊沿到邊沿定時(shí)。例如，通過(guò)測量1000個(gè)時(shí)鐘周期上升沿之間的時(shí)間，可以對統計的周期取樣，統計數據會(huì )告訴您信號的質(zhì)量。標準偏差等價(jià)于日MS周期抖動(dòng)，最大周期減去最小周期，得到峰到峰周期抖動(dòng)。每個(gè)不同周期測量的精度決定著(zhù)抖動(dòng)測量的精度。

相位抖動(dòng)用來(lái)衡量被測信號邊沿相對于一個(gè)參考信號邊沿的時(shí)間偏差，從而可以檢測到信號相位中的任何變化。這一指標在許多方面不同于周期測量指標。第一，它單獨使用每個(gè)邊沿，而沒(méi)有使用“period”周期測量，它可以測量大的時(shí)間位移。邊沿相位可以偏離幾百或幾千度，但仍可以以非常高的精度進(jìn)行測量 (360度等于一個(gè)周期或循環(huán)時(shí)間)。測量相位誤差常用的指標是時(shí)間間隔誤差(TIE)，測量結果用相對于度的秒來(lái)表示。TIE把信號邊沿與參考邊沿匹配起來(lái)，對各邊沿之差相加計算總和。在比較了大量的邊沿之后，可以為分析提供一個(gè)樣點(diǎn)集合。與上面的周期測量一樣，標準偏差變成日MST TIE，最大時(shí)間減最小時(shí)間得到峰到峰值(peak-to-peak)TIE等等。TIE測試精度取決于構成樣點(diǎn)集合的各個(gè)測量的精度。圖6顯示的是對一個(gè)時(shí)鐘信號的不同抖動(dòng)測試參數。

2.4測試精度

任何設計人員選擇示波器進(jìn)行參數測量前都會(huì )通過(guò)產(chǎn)品的指標了解其測試精度，以保證足夠的容許誤差和測量余量，抖動(dòng)測試也不例外。抖動(dòng)測試精度受到許多因素的影響，主要包括示波器的定時(shí)穩定度、取樣噪聲、儀器幅度本底噪聲和內插誤差。

內插誤差是由在實(shí)際電壓樣點(diǎn)之間進(jìn)行線(xiàn)性?xún)炔鍖е碌恼`差。在測量100ps上升時(shí)間的信號、示波器以20GSa/s采樣率在50%電壓門(mén)限上進(jìn)行檢測時(shí)，這一誤差要小于0.3ps RMS。在許多情況下這一誤差可以使用示波器中的Sin(X)/X正弦內插及其它方法改善，例如充分利用示波器的垂直動(dòng)態(tài)范圍，使輸入信號幅度達到示波器滿(mǎn)刻度。在大多數情況下，這一原因導致的誤差會(huì )遠小于其它誤差源，并且通過(guò)使用如Sin(X)/X內插，可以進(jìn)一步減小這一誤差。

示波器采樣系統中定時(shí)元件的穩定性直接影響著(zhù)定時(shí)測量精度。如果時(shí)基有誤差，那么基于該時(shí)基進(jìn)行的測量會(huì )具有同等或更大的誤差。示波器中的時(shí)基穩定性包括參考時(shí)鐘、倍頻器、計數器等相關(guān)電路的穩定性。

3、結束語(yǔ)

上述針對當前DVD與高速串行總線(xiàn)二種不同領(lǐng)域的抖動(dòng)測試技術(shù)與和方法及測試實(shí)例作重點(diǎn)介紹。這僅是基本理念，具體如何測量與分析要根據不同的應用場(chǎng)合與精度來(lái)選定與運作。