泰克示波器抖動測量-示波器測量的最高境界(下)

　　上篇我們介紹了一部分，這一篇我們接著介紹泰克示波器抖動測量。

       5，認識TIE抖動

　　為什么TIE抖動是作為測量數(shù)據(jù)抖動Tj的默認參數(shù)呢? 這是因為：

　　“通信系統(tǒng)的實質是通過一段介質發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)。發(fā)送端TX發(fā)出不同編碼形式的高速串行數(shù)據(jù)，經過一段鏈路傳輸后到達接收端RX，串行數(shù)據(jù)在傳輸過程中會受到各種各樣的干擾，引起數(shù)據(jù)的抖動，串行數(shù)據(jù)系統(tǒng)工作的目的就是要盡可能的減少這些干擾的影響使得接收端能準確無誤的恢復出發(fā)送端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。由于接收端(一般是由D觸發(fā)器構成)需要使用時鐘采樣來完成同步接收數(shù)據(jù)，因此時鐘信號和數(shù)據(jù)信號之間的同步關系是非常重要的，即必須要滿足一定的建立時間和保持時間。因此串行數(shù)據(jù)時鐘系統(tǒng)結構的變化最根本上是為了滿足時鐘與數(shù)據(jù)之間的時序關系，以便接收端能正確的接收到信號。當數(shù)據(jù)信號的電平發(fā)生翻轉后，時鐘邊沿與數(shù)據(jù)邊沿需要一定的建立時間來鎖存數(shù)據(jù);同時，數(shù)據(jù)信號的電平需要一定的保持時間讓時鐘能穩(wěn)定的鎖存數(shù)據(jù)。為了讓建立時間和保持時間最大化，時鐘最好能出現(xiàn)在數(shù)據(jù)比特位的中央。但是由于數(shù)據(jù)或者時鐘存在抖動，抖動較大時，無法滿足建立時間和保持時間的要求，D觸發(fā)器可能輸出錯誤的數(shù)據(jù)，產生誤碼。特別是在高速數(shù)字電路中，速率的增加導致建立時間和保持時間的余量越來越小，由于抖動產生誤碼的概率越來越高，所以，時鐘和數(shù)據(jù)的抖動測試非常重要。

　　研究串行數(shù)據(jù)系統(tǒng)的抖動主要是研究時鐘與串行數(shù)據(jù)的相對抖動，而不是單純的指時鐘抖動或者數(shù)據(jù)抖動。也就是說即使時鐘有很大的抖動，但是只要數(shù)據(jù)也存在同樣大的抖動，則兩者之間的相對抖動仍舊很小，時鐘和數(shù)據(jù)之間的建立時間和保持時間也仍舊能夠得到保證。”

　　如何將時鐘和數(shù)據(jù)之間的關系聯(lián)系起來呢? TIE(Time Interval Error)! TIE為作為抖動中最重要的一個參數(shù)，我們需要對它有深刻認識。 TIE定義為被測信號邊沿與“參考時鐘”邊沿之間的時間間隔。具體計算中是以和參考電平的交叉點的時刻來計算的，如圖3所示。TIE是在信號和參考時鐘的每一個邊沿都進行測量。

　　圖3 TIE的定義

　　產生“參考時鐘”(也就是前面抖動定義中提到的“理想位置”)有幾種方法，比較常用的方法是從被測信號中通過軟件PLL進行恢復。有時侯是直接定義一個理想的參考時鐘，或者是在外部引入一個硬件時鐘作為參考。 PLL的特性是準確測量抖動的關鍵所在，因為產生的參考時鐘的誤差將直接影響到TIE的測量結果，并進而影響到最終的抖動測量結果。

　　6，峰峰值抖動和總體抖動

　　峰峰值抖動(pk-pk jitter)是水平線以上的抖動，是直接測量出來的。總體抖動(Tj)是水平線以下的抖動，是通過數(shù)學模型預測出來的。很多時候當您說要測量Tj時，我就知道您具體要測量什么了，因為這里面有幾個維度是業(yè)界的默認設置：Tj通常是指測量10的12次方樣本下的數(shù)據(jù)抖動的TIE抖動的峰峰值抖動(pk-pk jitter)。前面已述,一般都默認了Tj是基于10e-12的誤碼率的，默認關注的抖動參數(shù)是TIE。

　　7，抖動和眼圖的關系

　　眼圖在一定程度上反應了抖動的大小，眼圖越“干凈”，眼圖展開程度越大，說明抖動值越小（關于眼圖怎么看大家可以翻翻以前的文章）。眼圖的交叉位置在水平軸的區(qū)間越小，抖動越小。 在光模塊行業(yè)，過去常通過眼圖交叉點位置形成的余輝直方圖來直接測量抖動，余輝直方圖的最左到最右邊的大小范圍即為峰峰值抖動，如圖4所示。在HDMI測量規(guī)范中對抖動的定義中也是采用這種方法。按前面所述，這是一種水平線以上的抖動。 交叉點的余輝直方圖呈現(xiàn)高斯分布，說明抖動的行為主要表現(xiàn)為隨機抖動，反之，如果余輝直方圖表現(xiàn)為雙峰分布，說明有明顯的固有抖動。

　　圖4 抖動和眼圖的關系

        我們通過兩篇文章講述了關于泰克示波器抖動測量，如果你還有更多的問題，歡迎登陸安泰測試進行咨詢。