內建式抖動(dòng)測量技術(shù)（下）
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抖動(dòng)數值對應分析
經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間運算后，在半周期正弦抖動(dòng)部份，圖二十二左明顯可看出其為一高斯分布，具有一個(gè)峰值，此值就落于正弦抖動(dòng)的最大值上。而右圖振幅調變抖動(dòng)之測試結果，則顯示雙峰之抖動(dòng)分布，且其雙峰的分布量也不盡相同。這是因為振幅調變訊號每個(gè)峰值電壓不同，而不同的峰值會(huì )對應到不同的數位碼，所以在長(cháng)時(shí)間抖動(dòng)測試下才會(huì )出現此分布情形。
藉由以上的說(shuō)明可得知，我們所提出之抖動(dòng)測系統不但可以成功量化抖動(dòng)量，并可藉由長(cháng)時(shí)間的分析，可進(jìn)一步地得知抖動(dòng)分布型態(tài)，更可從中運算出抖動(dòng)峰值、抖動(dòng)均方根植、n倍sigma的抖動(dòng)分布量…等等。
《圖二十二 長(cháng)時(shí)間累計抖動(dòng)運算結果》
所提出測試法之測試結果
《圖二十三 抖動(dòng)產(chǎn)生示意圖與實(shí)際測試圖》
利用寬頻抖動(dòng)測試訊號
在量測環(huán)境的建構上，我們可分為兩個(gè)部份：一為針對抖動(dòng)放大電路作測試，另一則為全系統測試。在先前架構說(shuō)明中提到，我們所提出的測試架構是針對待測訊號之周期對周期抖動(dòng)作測試，因此需要一延遲電路，將每個(gè)周期訊號與延遲一個(gè)周期時(shí)間之訊號萃取出來(lái)。但為了要驗證抖動(dòng)放大電路操作特性，我們也需要一非常寬頻與寬范圍抖動(dòng)測試訊號，因此采用圖二十三的測試法。
亦即我們利用兩臺高頻訊號產(chǎn)生器，分別產(chǎn)生代表SUT與SUTd之待測時(shí)脈訊號，因為時(shí)脈已強制同步，所以若不改變任何參數時(shí)，SUT與SUTd之訊號將保持同相位。而為了測試抖動(dòng)放大電路的放大特性，可藉由調整其中一臺訊號產(chǎn)生器之延遲量，來(lái)仿造實(shí)際時(shí)脈抖動(dòng)情形。
如圖中可以觀(guān)察出，若調整訊號產(chǎn)生器2的延遲量，可實(shí)現落后抖動(dòng)分量；若調整訊號產(chǎn)生器1的延遲量，則可實(shí)現領(lǐng)前抖動(dòng)分量，藉此調整將可達到寬抖動(dòng)范圍之測試。此外因訊號產(chǎn)生器可產(chǎn)生大范圍頻率調整，所以也可進(jìn)一步測試抖動(dòng)放大器線(xiàn)性度。
《圖二十四 抖動(dòng)放大電路量測環(huán)境示意圖》
分析測試過(guò)程
圖二十四為抖動(dòng)放大電路測試環(huán)境示意圖，其輸入訊號為前述兩臺訊號產(chǎn)生器所提供之訊號。于晶片中前端會(huì )先有預先放大器（pre-amplifier）將輸入轉換為方波，隨之送入脈波吞噬電路與抖動(dòng)放大電路中。當抖動(dòng)量經(jīng)電路放大后，我們利用示波器來(lái)觀(guān)測輸出訊號間的相位差，再將輸出相位差（JACK-JARef）除以輸入相位差（SUT-SUTd），即可得到抖動(dòng)放大電路之放大倍率。
此外當輸入訊號頻率改變時(shí)，可藉由調整S1和S0來(lái)選擇較為適當的脈波吞噬數；而若當抖動(dòng)放大電路于制作時(shí)發(fā)生漂移，則可藉由調整外部電阻RExt進(jìn)而改變電流量，以確保抖動(dòng)放大量的準確性。因此由以上所述之方法，將可測試出抖動(dòng)放大倍率之線(xiàn)性度（JitterIn vs. JitterOut）、操作頻寬（頻率 vs. 放大倍率）與放大倍率和脈波吞噬數間的關(guān)系。
《圖二十五 抖動(dòng)量測系統之量測環(huán)境示意圖》
抖動(dòng)量測環(huán)境分析過(guò)程
另外圖二十五為抖動(dòng)量測試系統之量測環(huán)境示意圖。其前端和圖二十四做法一致，但因抖動(dòng)放大電路后接上時(shí)間-數位轉換電路，因此已將抖動(dòng)量化成數位碼，所以我們藉由邏輯分析儀（Logic Analysis；LA）來(lái)運算即時(shí)輸出之數位碼；經(jīng)一段有效時(shí)間運算后，再把邏輯分析儀所輸出之結果與輸入抖動(dòng)量相比較，即可得知所提出之系統準確度。
《圖二十六 輸入抖動(dòng)與輸出抖動(dòng)之量測圖：隨著(zhù)箭頭方向代表輸入抖動(dòng)遞增》
首先，我們將所提出的抖動(dòng)放大電路，使其操作在不同輸入抖動(dòng)量下，觀(guān)察放大倍率間的變化，如圖二十六所示。為了測試紀錄方便，我們采用6個(gè)測試pattern來(lái)驗證，也就是說(shuō)利用6個(gè)不同的輸入抖動(dòng)量送入抖動(dòng)放大電路中，然后量測輸出抖動(dòng)量，以繪出抖動(dòng)放大曲線(xiàn)圖。此外為了驗證我們所提出的脈波吞噬觀(guān)念可修正放大線(xiàn)性度，所以也針對四個(gè)頻段做驗證。
《圖二十七 抖動(dòng)放大倍率vs.操作頻率》
抖動(dòng)放大電路測試結果
圖二十七即為抖動(dòng)放大電路測試結果。從圖中可觀(guān)察出，在低頻操作時(shí)，因為穩態(tài)區域足夠，所以其輸出抖動(dòng)與輸入抖動(dòng)比，與當初所設計的相距不遠。但隨著(zhù)待測訊號頻率上升、穩態(tài)區間縮小，在不調整脈波吞噬數目的條件下，放大倍率會(huì )隨之縮小，甚至放大倍率消失，導致系統操作錯誤。以800-MHz的條件為例，此區段放大倍率已下降至約2倍左右，此時(shí)已完全無(wú)法彌補時(shí)間-數位轉換電路解析度不足的缺點(diǎn)。因此從此測試可觀(guān)察出，雖于各頻段內放大倍率皆可維持放大倍固定，但只要輸入訊號頻率一變化，就會(huì )造成放大倍率失真以至于會(huì )有誤判的情形。因此接下來(lái)將依前述的說(shuō)明適當切換脈波吞噬數，來(lái)達到寬頻之放大倍率。
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