關(guān)于DVD與高速串行總線抖動(dòng)測(cè)量技術(shù)與應(yīng)用
*生產(chǎn)線上的應(yīng)用
合格/不合格判斷功能方便在線測(cè)量,合格/不合格判斷功能是在對(duì)比設(shè)定值和測(cè)量值的基礎(chǔ)上建立,利用LED指示并被輸出;遙控功能,抖動(dòng)測(cè)量和其他面板功能可以遙控實(shí)現(xiàn)。
*其余用途
可以測(cè)量CD-R/RW的每一抖動(dòng),最高可達(dá)*32倍速度;對(duì)于CD-R/RW,可以測(cè)量雙相位信號(hào)的1T抖動(dòng);符合DVD標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的均衡器,進(jìn)行精確的測(cè)量通過(guò)選購(gòu)的RF均衡器可以直接檢測(cè)生產(chǎn)線上發(fā)射的待測(cè)信號(hào)。
2、高速串行總線抖動(dòng)測(cè)量技術(shù)
2.1問(wèn)題的引來(lái)
越來(lái)越多的高速計(jì)算機(jī)和通信系統(tǒng)開始采用高速串行總線在芯片間,背板間和系統(tǒng)設(shè)備間傳送高速數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中,任何微小的高速時(shí)鐘和數(shù)據(jù)抖動(dòng)都會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的影響,在這種情況下,抖動(dòng)已經(jīng)成為設(shè)計(jì)高速數(shù)字系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。最典型的是傳統(tǒng)的33M PCI并行總線正在被采用高速串行技術(shù)的PCI-Express取代,而它的最新標(biāo)準(zhǔn)支持的數(shù)據(jù)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(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤.從當(dāng)前各種高速串行總線和數(shù)據(jù)鏈路的定時(shí)余量規(guī)范中表明,在數(shù)字系統(tǒng)中嚴(yán)格地控制抖動(dòng)是必須的。只有全面有效的測(cè)試和分析抖動(dòng),其根本原因才能被隔離,從而針對(duì)引起系統(tǒng)抖動(dòng)的原因來(lái)減少抖動(dòng),提高系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性。如PCI-Express、FBD、InfiniBand、SerialATA和DVI等高速總線都對(duì)于時(shí)鐘,數(shù)據(jù)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(cè)試方法不失為實(shí)用可靠之方法。
針對(duì)高速串行總線抖動(dòng)可用示波器進(jìn)行的實(shí)時(shí)抖動(dòng)測(cè)試方法并探討影響抖動(dòng)測(cè)試結(jié)果的關(guān)鍵因素。
2.21典型的抖動(dòng)測(cè)試方法
*在了解抖動(dòng)測(cè)試前,明智選擇合適的抖動(dòng)測(cè)試工具和方法成為整個(gè)抖動(dòng)測(cè)試工作的首先。
為成功地設(shè)計(jì)高速數(shù)字系統(tǒng),不僅需要理解什么是抖動(dòng),計(jì)算抖動(dòng)的大小,還需要對(duì)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(tǒng)中出現(xiàn)抖動(dòng)造成的系統(tǒng)故障。在了解抖動(dòng)測(cè)試前,首先必須選擇合適的抖動(dòng)測(cè)試工具和方法。
2.22高性能數(shù)字示波器配備高速采集內(nèi)存成為最流行的抖動(dòng)測(cè)試工具。
這是因?yàn)槟壳坝袔追N抖動(dòng)測(cè)試工具可供選擇,誤碼儀(BERT)直接測(cè)試系統(tǒng)的誤碼率,但是價(jià)位昂貴,功能單一,并不適合設(shè)計(jì)人員和調(diào)試人員;采用時(shí)間間隔分析儀測(cè)試抖動(dòng)也存在功能單一,抖動(dòng)分析能力不足的限制。
對(duì)于數(shù)字示波器而言,典型的抖動(dòng)測(cè)試方法主要有2種:
*即采用數(shù)字存儲(chǔ)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(tǒng)計(jì)測(cè)量累計(jì)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(duì)測(cè)試結(jié)果的影響,并且由于它采用的是多次觸發(fā),多次采集,累計(jì)顯示的工作方式,對(duì)于電路設(shè)計(jì)和調(diào)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(cè)試參數(shù)有限,例如不能測(cè)試周期間抖動(dòng)。
*更為流行的方法是采用數(shù)字存儲(chǔ)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(shè)計(jì)和測(cè)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(tǒng)的誤碼率。例如,在有關(guān)抖動(dòng)和信號(hào)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(cè)試和分析。圖5是TDSJIT3實(shí)時(shí)抖動(dòng)測(cè)試結(jié)果。
2.3抖動(dòng)測(cè)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(biāo)適合檢定長(zhǎng)期和短期的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。通過(guò)更加深入地分析抖動(dòng)指標(biāo),利用抖動(dòng)測(cè)試結(jié)果,預(yù)測(cè)復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸性能。
周期抖動(dòng)用來(lái)衡量時(shí)鐘或數(shù)據(jù)周期樣點(diǎn)的邊沿到邊沿定時(shí)。例如,通過(guò)測(cè)量1000個(gè)時(shí)鐘周期上升沿之間的時(shí)間,可以對(duì)統(tǒng)計(jì)的周期取樣,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)會(huì)告訴您信號(hào)的質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)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(cè)量的精度決定著抖動(dòng)測(cè)量的精度。
相位抖動(dòng)用來(lái)衡量被測(cè)信號(hào)邊沿相對(duì)于一個(gè)參考信號(hào)邊沿的時(shí)間偏差,從而可以檢測(cè)到信號(hào)相位中的任何變化。這一指標(biāo)在許多方面不同于周期測(cè)量指標(biāo)。第一,它單獨(dú)使用每個(gè)邊沿,而沒(méi)有使用“period”周期測(cè)量,它可以測(cè)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(cè)量 (360度等于一個(gè)周期或循環(huán)時(shí)間)。測(cè)量相位誤差常用的指標(biāo)是時(shí)間間隔誤差(TIE),測(cè)量結(jié)果用相對(duì)于度的秒來(lái)表示。TIE把信號(hào)邊沿與參考邊沿匹配起來(lái),對(duì)各邊沿之差相加計(jì)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(cè)量一樣,標(biāo)準(zhǔn)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(cè)試精度取決于構(gòu)成樣點(diǎn)集合的各個(gè)測(cè)量的精度。圖6顯示的是對(duì)一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的不同抖動(dòng)測(cè)試參數(shù)。
2.4測(cè)試精度
任何設(shè)計(jì)人員選擇示波器進(jìn)行參數(shù)測(cè)量前都會(huì)通過(guò)產(chǎn)品的指標(biāo)了解其測(cè)試精度,以保證足夠的容許誤差和測(cè)量余量,抖動(dòng)測(cè)試也不例外。抖動(dòng)測(cè)試精度受到許多因素的影響,主要包括示波器的定時(shí)穩(wěn)定度、取樣噪聲、儀器幅度本底噪聲和內(nèi)插誤差。
內(nèi)插誤差是由在實(shí)際電壓樣點(diǎn)之間進(jìn)行線性內(nèi)插導(dǎo)致的誤差。在測(cè)量100ps上升時(shí)間的信號(hào)、示波器以20GSa/s采樣率在50%電壓門限上進(jìn)行檢測(cè)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(nèi)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(hào)幅度達(dá)到示波器滿刻度。在大多數(shù)情況下,這一原因?qū)е碌恼`差會(huì)遠(yuǎn)小于其它誤差源,并且通過(guò)使用如Sin(X)/X內(nèi)插,可以進(jìn)一步減小這一誤差。
示波器采樣系統(tǒng)中定時(shí)元件的穩(wěn)定性直接影響著定時(shí)測(cè)量精度。如果時(shí)基有誤差,那么基于該時(shí)基進(jìn)行的測(cè)量會(huì)具有同等或更大的誤差。示波器中的時(shí)基穩(wěn)定性包括參考時(shí)鐘、倍頻器、計(jì)數(shù)器等相關(guān)電路的穩(wěn)定性。
3、結(jié)束語(yǔ)
上述針對(duì)當(dāng)前DVD與高速串行總線二種不同領(lǐng)域的抖動(dòng)測(cè)試技術(shù)與和方法及測(cè)試實(shí)例作重點(diǎn)介紹。這僅是基本理念,具體如何測(cè)量與分析要根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合與精度來(lái)選定與運(yùn)作。
評(píng)論