內建式抖動(dòng)測量技術(shù)（下）
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《圖十六 動(dòng)放大電路之轉移曲線(xiàn)圖》
（X軸：輸入抖動(dòng)量；Y軸：輸出抖動(dòng)量）
內建抖動(dòng)測試架構中最重要的元件為抖動(dòng)放大電路，因為其放大倍率將影響系統解析度以及穩定度，所以首要工作就是確保抖動(dòng)放大電路操作特性。如圖十六即為抖動(dòng)放大電路之模擬結果。當時(shí)脈抖動(dòng)產(chǎn)生時(shí)，經(jīng)由此電路可把時(shí)脈邊緣扯開(kāi)，也就是增加相位誤差量。另外我們可利用不同輸入抖動(dòng)量來(lái)觀(guān)測抖動(dòng)放大電路之操作線(xiàn)性度，如圖十七所示。若所模擬出來(lái)的轉移曲線(xiàn)呈現相同斜率，代表此電路的放大倍率為一定值；但若曲線(xiàn)呈現出許多斜率，則可明顯觀(guān)察出放大倍率于不同輸入抖動(dòng)時(shí)具有不同的放大倍率，所以我們便需針對制程漂移對電路影響作模擬分析。
《圖十七 放大倍率vs.制程漂移：（a）Load length；（b）Load width；（c）Diff. pair length；（d）Bias current》
《圖十八 放大倍率 vs. 操作頻率》
抖動(dòng)放大電路分析結果
先前介紹過(guò)抖動(dòng)放大電路是藉由電流充放電速度來(lái)達到抖動(dòng)放大，因此負載以及電容量將決定抖動(dòng)放大的程度，所以以下就針對四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)作分析，并模擬其轉移曲線(xiàn)圖。由圖十七所示，（a）～（d）分別為負載電晶體之length、負載電晶體之width、差動(dòng)對電晶體之length和偏壓電流變異時(shí)之模擬。從中可以觀(guān)察出放大倍幾乎皆維持在固定的倍率，但在負載電容（length）與操作電流變化時(shí)對于系統有較大的偏移量，約40-ps。
不過(guò)以整體系統來(lái)看，因為采用的是放大抖動(dòng)量來(lái)測試，再將結果除以倍率得到原始抖動(dòng)量，所以雖然模擬看出放大后的抖動(dòng)約有40-ps的變異，但除以放大倍率25以后其變異約為1.6-ps，此誤差量對于整體測試值幾乎可忽略不計。此外，圖十八為抖動(dòng)放大電路操作于不同頻段的轉移曲線(xiàn)圖。從中可明顯發(fā)現，不論是在低頻或是高頻操作時(shí)，其皆具有近似的transfer curve，所以即驗證此抖動(dòng)放大電路具有寬操作范圍以及線(xiàn)性抖動(dòng)量放大之特性。因此由以上模擬可知，我們所提出之抖動(dòng)放大架構將可運用在抖動(dòng)測試系統中。
《圖十九 模擬驗證用之抖動(dòng)產(chǎn)生示意圖》
周期對周期抖動(dòng)系統觀(guān)察
為了確保整體系統操作正確性，接著(zhù)我們將實(shí)際輸入周期對周期抖動(dòng)至系統中，藉此觀(guān)察其操作特性。而周期對周期抖動(dòng)的產(chǎn)生方式，我們將采用訊號調變法來(lái)實(shí)現，如圖十九所示。其包含一個(gè)干凈的參考時(shí)脈（input signal）、一個(gè)作為干擾源的調變訊號（modulating signal）和相位調變電路（phase modulator），藉由雜訊去改變理想時(shí)脈轉態(tài)點(diǎn)實(shí)現抖動(dòng)產(chǎn)生。
而以電路面來(lái)看，其實(shí)相位調變電路就是可調整電源電壓的多級緩沖器。當一理想時(shí)脈進(jìn)入緩沖器后，會(huì )有延遲產(chǎn)生，而延遲量和電源電壓有極大關(guān)連性。電壓越大延遲越??；反之電壓越小延遲就會(huì )越大。利用此關(guān)系，我們只要將抖動(dòng)做為緩沖器電壓，就可以得到隨著(zhù)抖動(dòng)變化的時(shí)脈相位。
抖動(dòng)數位化觀(guān)察
為了驗證此系統是否能正確地把輸入抖動(dòng)數位化，因此我們也將利用兩種不同型態(tài)之抖動(dòng)來(lái)驗證：一為正弦抖動(dòng)、另一為振幅調變抖動(dòng)。如圖二十和二十一所示的抖動(dòng)量數位化之模擬結果。從中可以得知，相關(guān)系統可成功依輸入抖動(dòng)型態(tài)運算出對應數位碼，我們只需將數位碼對照抖動(dòng)表，即可得知輸入抖動(dòng)量。
《圖二十 正弦抖動(dòng)經(jīng)抖動(dòng)測試系統之輸出結果》
《圖二十一 調幅抖動(dòng)經(jīng)抖動(dòng)測試系統之輸出結果》
抖動(dòng)測試準確度和測試時(shí)間關(guān)聯(lián)密切，在足夠測試樣本下才能確保所得數值具備公信力，在測試時(shí)就必須讓系統做長(cháng)時(shí)間累計。我們將測試前述兩種型態(tài)之抖動(dòng)分布，此時(shí)系統會(huì )送出許多測試數值；而為了得知其真實(shí)抖動(dòng)分布的情況，因此我們累加所有抖動(dòng)量分布次數，其測試結果如圖二十二所示。
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