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为什么抖动测试像盲人摸象(下)

时间:12-26 来源:互联网 点击:

工程师设置设备的方法。我们使用用户手册里指明给出最好结果的设置。

抖动测量和精密源之间的比较

Figure11a给出了相对于校准的实际Tj(10-12)每个Scopes曲线的最快Tj(10-12估计。Figure11b给出了通过估计表明校准不确定度的误码柱估计而得出的Tj误码百分比——任何在垂直跨度内的测量值应该考虑成和真实值一致。Figure11c展示了Rj的测量值vs真实的Tj(10-12),包括真实的Rj值和他们的不确定度。简单抖动环境下的Rj测量值和真实值之间的偏差是小的,但在复杂的环境下大多数分析仪的不准确度介于100%和500%之间。

Tj(10-12)值<25ps的不确定度由接近Tj噪底的发射器基线和抖动分析仪决定。从左到右(Figure11),抖动条件变得越来越复杂。Tj极小的误差对于大多数分析仪都是更大或更小的常数。但是,Figure11a和Figure11c所示从校准值(白线)得到的测量值的偏差显示了随着抖动条件越来越复杂,大多数抖动分析仪的精度下降了。

Figure11展示了我们的主要观察:当分析由Rj引起误差的noise和DDj时抖动分析技术失效了。三个影响抖动分析精度的关键部分是:

1.低电压噪声数据采集。测试设备的电压噪声会转化成时序噪声和引起RJ的错误。问题是带有缓慢上升/下降时间的信号逐渐变得严重,比如,在高ISI环境中。

2.和测试码型是相关的(比如DDj)抖动应该可以从非相关抖动(比如Rj*Pj)优先测试δ分离出来。对于使用适应算法从而得出Rj的趋势和引起DDj误差的Rj,DDj改变了抖动分布和浴盆曲线特性。

3.Rj(比如δ)应该由抖动频谱的噪底积分获得。

为什么不同的Scopes给出了不同的结果

不一致的最大原因如Figure12所示,Rj从不同的抖动条件中分离出来。Figure12a和Figure12b展示了所有的Scopes在仅有Rj或Pj简单的条件下表现良好。Figure12c和Figure12d展示了随着传输通道长度的增加导致了——DDj的增加和Rj的恒定——大多数分析仪给出的Rj值增加了;那就是,Rj引起了DDj误差。至少有两个原因:第一,Scope的电压噪声转化成了时序噪声和解释为Rj;第二,随着Dj源的组合变得复杂,Dj分布尾部变得平滑和重新呈现出高斯分布,引起适应尾部的技术,或者误码率作为采样时间延迟的函数BER(x),或者很难从Dj辨别Rj的抖动分布。

硬件的影响

精密的抖动发射器通过PCB迹线的滤波和衰减效应产生ISI。另外为了通过ISI的时间分量增加DDj,ISI的垂直分量增加了信号的上升/下降时间和抖动仪的噪声转化成每个报告RJ的抖动分析算法。

在相关性研究中,Scope电压噪声的影响被非常高的Rj9psrms淹没了。实时示波器的噪底跟垂直灵敏度设置到最小时的绝对噪底是息息相关的。我们研究用的实时示波器拥有30-40mdivrms的噪底。垂直灵敏度设置为100mV/div时,实际的噪底是3-4mVrms。等效采样示波器的噪底典型值是0.25mV。Scope采样时钟抖动,触发抖动,时基的线性度,以及由电压噪声降低的转换时间精度影响是非常惊人的。

算法的影响

算法方面,数据系列中测到的Rj不包括DDj是非常重要的。随着更多Dj分量产生,Dj的分布逐渐呈现高斯分布。为了防止算法将DDj报告成Rj,应该测试数据系列中跟测试数据非相关的Rj。我们可以通过Figure11看到这种情况。ScopesI,J和L使用一种或其它类型的过滤技术将Rj从整个数据系列中抽取出来。位于100和150ps的区域由带有低Rj和高DDj的抖动条件决定,随着抖动条件变得越来越复杂这些Scopes的Rj逐渐被高估,原因是随着越来越多的Dj源被包括进来Dj分布的边界变得光滑并重新呈现高斯分布。当DCD和ISI组合成Pj的不同形状时,分布的边缘是浑浊的。光滑的Dj分布由一个尾部可被高斯界定分布的高斯Rj结果缠绕——但并不是Rj高斯,有点比潜在的Rj宽度δ拥有更大宽度的高斯。现在观察ScopesH和K测量中去掉从数据优先提取了Rj的DDj并给出最准确的Rj测量。

相关抖动比如DDj一旦从分布中去除,等于Rj在抖动频谱中的有效值噪音给出更准确的Rj结果。最好精度的频谱技术的原因是简单的。精确适应到BER(x)的尾部或抖动分布要求大量的统计样点以保证fit中包含的区域主要由Rj而不是Dj决定。当移除相关抖动长时运行时,对于非相关抖动是可能的——比如三角Pj——扭曲了fit。使用抖动频谱量测Rj的潜在缺点是通过在频谱中摹拟噪声污染非相关分布的相邻通道串扰是可能的。一个两难的途径是相邻通道关闭时测量Rj,然后打开串扰通道并执行不带有串扰的并将Rj值固定到测量值的抖动分析。

大多数飘忽不定的结果都由空褐色圆圈曲线所示的ScopeL给出。在Rj决定的环境中对Tj的低估说明算法参数影响是如此之大。如果我们仅仅考虑带有Rj的抖动条件很容易看到发生的情况。Figure12b说明当Figure13中没有DDj时ScopeL给出了准确的Rj测量值,Figure12b所示估计的Tj(10-12)表明ScopeL在这些条件下低估了Tj(10-12)。ScopeL使用适应技术测量Rj。在R

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