以频域时钟抖动分析加快设计验证流程

相位噪声分析仪分析RJ 抖动可实现两个重要目标。第一是整合RJ )幂级数（power- series）的特点可以找到RJ[fai] (f[fai]抖动频谱，即从所需频宽中抽取相对应RJ 高斯分布的宽度。其次是，分析S 抖动的主要原因。（图5） PJ 成份在相位噪声频谱中会被看成是杂散信号（spur）。PJ 频率的知识有助于诊断故障。了解每个PJ 频率的PJ rms 也有助于理解各PJ 成份对整体时钟抖动的作用，以检查如果移除了主要的PJ 成份，会对总抖动有多大的影响。（图6）

以先进架构进行实时的抖动测量

不像传统抖动测量的范例一样，配有E5001A 软件的E5052B SSA 提供了对相位噪声测量的实时抖动分析。该仪器采用有参考源的PLL 方式。它可自动检测时钟频率，而内建的参考源会自动地在几毫秒内调节到时钟频率，并测量来自维持PLL的相位检测器之噪声信号。以250 MSa/sADC 撷取的噪声信号可支持100 MHz的抖动频宽测量，覆盖了OC-192抖动的分析范围。实时FFT 可动态地取得频域数据，提高了测量的速度。例如，它每次只需0.3 秒来测量1 kHz 到100 MHz的频宽。

采用交叉相关技术的抖动噪声基准

E5052B抖动测量的分辨率和噪声基准（noise floor）非常低，通常为10Gbps 速率的飞秒级RJ 抖动噪声基准。由于有限的动态范围ADC、和内部干扰时基相对较大的残存抖动，典型的高性能（实时或采样） 示波器具有超过上百飞秒的抖动噪声基准。E5052B 透过检测消除了较大载波信号的基频的相位噪声，维持较宽的动态范围。 即使在低于其内部时基的残存抖动时，E5052B也可使用独特的交叉相关技术在两个独立的内部测量通道间扩充抖动测量极限（图7）。 使用这种交叉相关（cross-correlation）技术，E5052B 可实现比当今高性能示波器低100 到1,000 倍的抖动噪声基准 （图8）。

实时地模拟PLL 回应

图9 为PLL 响应功能直接用于时钟相位噪声信号效果的一个例子。从其中可以看出频谱中的不同部分是如何被抑制的，从而可分析与应用相关的抖动。E5052B对相位噪声测量的实时抖动分析加快了设计流程。任何PLL 响应功能都可移植到E5052B SSA 中，使用者就可以轻松而迅速地从设备到设备模拟PLL 的响应了。

结论

对于高速串行数据应用，时钟抖动分析的主要目标是要确定参考时钟抖动对系统位错误率的影响。最准确的方法是将该应用最差的发射器（及接收器） 的传输功能用于应用中，以及测量时钟 RJ 抖动与PJ抖动的结果。运行在E5052B上的E5001A 精密时钟抖动分析软件改变了传统抖动测量产品的特点，不只提供了飞秒级精度的全面分析时钟抖动，还提供了轻松使用及实时的抖动分析能力，这将有助于加快设计验证的流程。

(本文作者：Akihiko Oginuma, Senior Product Manager, Component Test Division Kobe, Electronic Measurements Group, Agilent Technologies)