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3分鐘玩轉示波器的眼圖與抖動分析


  來源: 普源精電 時間:2020-05-29 編輯:清風
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抖動在眼圖中的現象如下


圖11:眼圖-抖動示意圖


什么是抖動分析?


眼圖分析偏直觀和感性認識,而抖動分析可以將系統(tǒng)性能做進一步的分析和測量,以提升高速電路的時序冗余度。常用波形直方圖統(tǒng)計、時間間隔誤差 (TIE) 直方圖、TIE 趨勢圖和抖動頻譜圖等方法進行抖動分析。


時間間隔誤差分析方法


時間間隔誤差TIE (Time Interval Error),表示時鐘的每個有效沿相對于理想位置的變化。TIE示意圖如下所示:


圖12:抖動TIE示意圖


以時間為橫坐標,TIE [i]值為縱坐標可以得到TIE trend(趨勢圖)的時域波形,如下圖中的紫色曲線。統(tǒng)計TIE這個數組中所有值的分布情況可以TIE的直方圖,如下圖中橙色直方圖,橫坐標為TIE值的范圍,縱坐標為不同TIE值對應的統(tǒng)計點個數。


圖13:TIE跟蹤和柱狀圖


抖動有哪些分類?


通過TIE直方圖分析可知,抖動主要分為確定性抖動Dj (Deterministic Jitter)和隨機抖動Rj(Random Jitter)。


圖14:抖動分解示意圖


隨機抖動

隨機抖動符合高斯型分布,源可能是熱噪聲、散粒噪聲、隨機噪聲,非平穩(wěn)干擾。


圖15:抖動-隨機抖動典型PDF

確定性抖動

是非高斯分布并且有界,確定性抖動的PDF函數呈現離散分布??赡苁菐捪拗?、反射、串擾、EMI、地面反彈、周期調制產生。


圖16:抖動-確定性抖動典型PDF


浴盆曲線分析


浴盆曲線表示眼圖開度與誤碼率BER的關系。在許多串行通信標準中,工作在最大誤碼率(BER)10-12已經成為一個實際要求。

如下圖所示,浴盆曲線的Y軸是誤碼率,X軸是采樣時刻,范圍是一個碼元周期(1UI)。浴盆曲線的縱坐標是一個對數坐標,表示了采樣時刻和誤碼率之間的關系。


圖17:浴盆曲線示意圖


確定性抖動形成浴盆曲線近似平坦的水平部分(金色區(qū)域),而斜坡部分(藍色區(qū)域)由隨機抖動Random Jitter形成。


如上圖所示,當采樣時刻位于跳變沿或其附近時,BER是0.5。隨著采樣時刻不斷向中間移動,誤碼率逐漸降低,正如我們所知道的那樣,單位間隔的中間通常是最佳的采樣時刻。浴盆曲線顯示出在感興趣的誤碼率水平下的傳輸誤差范圍。浴盆曲線的兩條線與TIE直方圖的尾部高斯函數直接相關的??傮w抖動計算公式如下:



浴盆曲線建立了誤碼率與抖動之間的聯系,但是需要注意的是,浴盆曲線不是為了測算誤碼率,而是測試不同誤碼率情況下的總體抖動。從形成上來說,將一個總體抖動直方圖從中間進行切分,右半邊搬到左邊,左半邊搬到右邊就可以得到我們想要的浴盆曲線。


關鍵詞:示波器 眼圖 抖動分析    瀏覽量:3258

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