抖动.doc

. 抖动测量的三种方法 2008-12-17 14:56 只要测试数据通信 IC 或测试电信网络, 就需要测试抖动。抖动是应该呈现的数字信号沿与实际存在沿之间的差。时钟抖动可导致电和光数据流中的偏差位, 引起误码。测量时钟抖动和数据信号就可揭示误码源。测量和分析抖动可借助三种仪器:误码率(BER) 测试仪,抖动分析仪和示波器( 数字示波器和取样示波器)。选用哪种仪器取决于应用,即电或光、数据通信以及位率。因为抖动是误码的主要原因,所以, 首先需要测量的是 BER 。若网络、网络元件、子系统或 IC 的 BER 超过可接受的限制, 则必须找到误差源。大多数工程技术人员希望用仪器组合来跟踪抖动问题,先用 BER 测试仪、然后用抖动分析仪或示波器来隔离误差源。 BER 测试仪制造商需要测量其产品的 BER ,以保证产品符合电信标准。当需要表征数据通信元件和系统时, BER 测试对于测试高速串行数据通信设备也是主要的。 BER 测试仪发送一个称之为伪随机位序列(PRBS) 的预定义数据流到被测系统或器件。然后,取样接收数据流中的每一位,并对照所希望的 PRBS 图形检查输入位。因此, BER 测试仪可以进行严格的 BER 测量,有些是抖动分析仪或示波器不可能做到的。尽管 BER 测试仪可进行精确的 BER 测量, 但是, 对于 10-12BER( 每 1012 位为 1 位误差) 精度的网络或器件测试需数小时。为了把测试时间从数小时缩短为几分钟, BER 测试仪采用“ BERT scan ”技术,此技术用统计技术来预测 BER 。可以编程 BER 测试仪在位时间( 称之为“单位间隔”或“ UI ”) 的任何点取样输入位。“澡盆”曲线表示 BER 是取样位置的函数。若 BER 测试仪检测位周期() 中心的位, 则抖动引起位误差的概率是小的。若 BER 测试仪检测位于靠近眼相交点上的位,则将增大获得抖动引起位误差的似然性。抖动分析仪 BER 测试仪不能提供有关抖动持性或抖动源的足够信息。抖动分析仪( 往往称之为定时时间分析仪或信号完整性分析仪) 可以测量任何时钟信号的抖动,并提供故障诊断抖动的信息。抖动分析仪也用抖动特性来预测 BER ,其所用时间比 BER 测试仪小很多。抖动测试仪对于测试高速数据通信总线( 如光纤通信, SerialATA, Infiniband, Rapidio , 每个通道的数据率高达 ) 用的器件是有用的。因为抖动分析仪在几秒内可预测 BER , 所以, 对于生产线测试是有用的, 很多 ATE 制造商根据用户要求, 把抖动测试仪安置在测试系统中。抖动分析仪检测信号沿并测量沿之间的时间。在采集定时数据之后,抖动分析仪执行算法, . 产生直方图、频率曲线、数据的其他直观图像。这些图像展示干扰信号的线索。靠执行直方图和频率曲线的计算,抖动分析仪把整个抖动分离为随机抖动和确定性抖动。比如一种确定性抖动, 它具有一个特殊源。一个干扰信号相位调制基准信号来产生测量信号中的抖动。抖动分析仪可以计算呈现在抖动中的频率( 相位 1-4) 。一旦知道抖动频率, 就可隔离抖动源并减轻抖动影响。若干扰信号的频率对应于其他时钟频率,则用增加 EMI 屏蔽或其他方法把源隔离就可解决问题。示波器两类示波器证明对于抖动测试和分析是有用的。为了测试通信速度达 ( 在铜线上传输数据, 这可能是最高速度) 的器件、缆线、子系统或系统, 可以用实时取样示波器。它们类似于抖动分析仪,可以测量任何时钟信号的抖动。为了测量光信号,如 OC-192 和 10Gigabit () 或 OC-768() ,就需要 50GHz~75GHz 带宽的取样示皮器(如 Agilent 数字通信分析仪或 Tek 通信信号分析仪) 。也可在电数据信号中用这些示波器。宽带示波器对于测试当今所用的最高位率的抖动是有用的。因为它们的低取样率(150ksamples/s 或更低), 所以, 它们需要重复信号(如 PRBS) 来建立眼图, 它们从眼图可建立抖动直方图。示波器制造商在其示波器上提供抖动分析软件。定时误差图是数据流的有效瞬时相位图。它示出抖动包含周期成分。定时误差图的快速傅里叶变换(第3 个图线) 定标为 1MHz/div , 显示抖动的频率。此频率可对应于开关电源的时钟频率或来自系统数据缆线中的交扰。眼图交叉点的直方图显示分布有 2 个峰。双峰表明确定性抖动, 它来自外部干扰( 如开关电源) 。另一处抖动——随机抖动遵从高斯分析,不能确定它们的源。混合仪器最近, 某些测试设备制造商已开发出混合仪器。传统的 BER 测试仪只给出位误差, 现在 BE R 测试仪执行某些抖