您的位置 首页 技术

为什么颤动测验像盲人摸象(上)

抖动测试对于高速信号是非常重要的,抖动测试不光能检查信号的质量,还能预测出BER。但是抖动测试方法业界并没有统一的标准,作为指导的也

颤动测验关于高速信号是十分重要的,颤动测验不光能检查信号的质量,还能预测出BER。可是颤动测验办法业界并没有共同的标准,作为辅导的也仅有MJSQ。

因为每种测验都选用了不同的硬件渠道和测验办法,所以得出的颤动成果也不相同,有时候乃至截然不同。一般来说选用了一种仪器来测验颤动的人没有这种困惑,但关于选用了多种仪器来测验颤动的人则难免疑问“终究哪种仪器的测验成果是正确的?”

本文译自Altera资深工程师DanielChow和Agilent颤动测验专家RansomStephens合著的《颤动测验办法的相关性和共同性》一文,该文经过两个方面的研讨来解说咱们所面对的困惑。首要,相关性研讨检查了颤动丈量的趋势和特性,说明晰不同丈量的相关程度。其次,共同性研讨比较了由精细颤动发射器发生的经校准的颤动信号的不同丈量成果,说明晰不同丈量值和实在值之间的不共同程度。

在相关性研讨中,运用了大起伏的颤动,来了解不同颤动重量之间的联系。丈量数据应该契合预期趋势,和预期趋势的总违背表明晰颤动丈量的不确定度。这种办法不需求精细的颤动发射器,一个简略的颤动发射器就能满意。

在共同性研讨中,一个精细颤动发射器用来发生和实在值相同从高到低程度的颤动,能够了解为不确定度。在已知条件下研讨丈量成果能够得出关于颤动剖析功能的正确定论和推导出不确定的主要原因。

颤动测验相关性研讨

调查BER=10-12下不同程度的高斯随机噪声下的Tj时,众所周知的核算模型是Dual-Dirac,界说Tj=Dj+14Rj。

关于线性份额的Rj,测得的Tj有必要契合斜率为14的线性趋势。缩放份额和趋势将提醒Tj丈量的正确性,而疏忽Rj,Dj,Tj值的精度。

剖析能够评价一切颤动重量的正确性:Tj,Dj,Rj,Pj,DDj,DCD,ISI。

颤动剖析仪器和办法

研讨将涉及到5种硬件渠道和7种颤动剖析办法,5种仪器是一台BERT,2台实时采样示波器,一台等效采样示波器,和1台时刻距离剖析仪。一些仪器答使用户从几种颤动剖析办法中做出挑选。简洁起见,每种办法被称为“ScopeA”到“ScopeF”。

一切的办法都能够将Tj分化为Rj和Dj。大多数供给Pj和DDj剖析,可是只要少量供给DCD和ISI。Rj能够经过直方图或底噪积分取得,尽管一台仪器运用直方图,但Pj一般选用FFT取得。DDJ和其重量一般由边缘转化定位均匀取得,可是有一台仪器运用了频谱分化。

一些仪器,关于特定的高速数据标准选用了将颤动带宽束缚在fc/1667和0.5fc之间。这个特性任何时候都适用,可是因为颤动带宽被颤动发生器束缚,会对丈量值发生细微的影响。

颤动生成

为了评价这7种办法,需求一台线性颤动发生器,这将经过对一台BERT进行时刻延迟调制完结。这个线性调制器将外部电压转化为在数据输出信号上的时刻延迟。注入调制器电压和数据信号中的颤动是成份额的。这个调制器带宽为200MHz,最大调制起伏为500ps.

图1展现了颤动发生器的设置。Pj由正弦信号源生成,Rj由NoiseCom契合高斯分布的白噪声源生成,但没有进行BER=10-12下的电平测验。Rj和Pj信号注入到BERT的时刻延迟调制器,ISI由BERT上数据输出运用4阶贝塞尔低通滤波器生成。

试验

一切颤动丈量都遵从仪器制造商的攻略。核算精度是必需的,足够多的数据能够添加决心。在一切的场合,屡次丈量用来取得标准差错少于5%均匀值。每一种办法,都逐字逐句地记录了颤动值。为了优化设置参数而取得最好的丈量成果,一些仪器要求高档常识。在这个研讨中,咱们假定每种仪器经过制造商的文档和/或技术支持取得的常识是可信赖的。

仪器底线

测验用信号来自未加任何调制的BERT,BERT固有的Rj,Pj,DCD可疏忽,比方Rj固有颤动小于1ps。下表显现了每种仪器的颤动。ScopeB,C,E,F,G大多数颤动重量都共同,可是ScopeA和D在Tj和Rj上相同。不同仪器在噪底上存在着巨大的差异,假如用Tj核算大概是50%,典型值为30ps。

惯例条件

咱们界说了一系列选用了很多压力测验的“惯例”条件。发生如此大颤动的器材在每一种串行数据标准中都是失利的,优点是咱们能够调查在恶劣条件下的体现,缺陷是使得在共同性研讨中需求的Scope噪底被吞没。惯例条件如表2

表2因为是源是未校对的,被引证颤动的肯定水平应该被用来进行相关性研讨,精度大约是15%。

经过在调查示波器上联合了时刻延迟调制器设定的电压来估量RJ和PJ源输出。咱们在惯例条件下丈量的颤动成果如下。

Rj的正常水平是9.6ps,在BER=10-12下,大约是42%UI。NoiseCom具有高斯特性的源没有认可。高斯Rj的差错会在不同的剖析技术上导致不同的影响,这会歪曲他们的真实的精度。共同性研讨中运用的高斯源用来验证1T中不确定度为1.5%的一份。

估量BER=10-12下Tj的规模是235ps到302ps,除了ScopeC和D给出了和期望值相同的值,大多数丈量都在250ps。Pj的正常水平是96ps,因为Pj0和Pj1是不同步的。ScopeB和G给出了在期望值+/-2ps内的最好成果。ScopeF给出了在期望值15%以内的中等值。ScopeC和E给出了期望值一半的成果。这些仪器间在测验DDj时差异更严峻,最小值28.4ps和最大值86.2ps。

从测验状况看,很难探知任何办法的精确度。可是,当咱们开端改动颤动的每一重量时,码型形成了。

改动的条件

咱们做了4个试验,每次改动颤动的一个重量,其他一切的颤动重量均是十分大的压力惯例值。如表4所述。

第一个试验是改动Rj起伏,规模3.2~16psrms,这相当于3.125GbpsUI的14~70%。第二个试验是改动Pj1的起伏,覆盖了16~80pspp相当于5~25%的UI。第三个试验是改动频率覆盖了1~3GHz角落为-3dB的ISI低通滤波器,相当于涵盖了32~96%的速率。第四个试验仍是ISI,可是是改动发射数据码型。码型长运用相似于时钟的(“1010···”),混合频率(k28.5),PRBS7,PRBS10,PRBS15。这些码型别离体现了最长为1,5,7,10,15码长。

数据

试验1:不同的Rj

如前所述,在不同的Rj下,Tj遵从斜率为14的线性趋势,截点是Dj。

图2展现了一切7种办法丈量到的Tj趋势是Rj的函数。能够看到ScopesA,B,F,G体现了十分共同的呼应,测得Tj值差别在10%以内。各自的趋势挨近线性,具有相同的斜率和截点。假如答应大的过错裕量,ScopeC稍有点线性,可是对应的斜率和期望值相差很远。ScopeD和E展现了显着的非线性趋势,这大大超出了预期。

相似的,咱们检查测验到的Rj值并和使用的Rj值比较,在这种状况下,预测到的趋势是线性,可是一个斜率和截点挨近于0(因为细小的固有颤动)。图3展现了不同Rj的丈量值,ScopesF,G具有和预期最挨近的趋势。ScopeB展现了相同的趋势,可是Rj最小。ScopesA和E展现了关于低的Rj预期呼应,可是高Rj值违背。ScpeC尽管体现出来了一点线性,可是有过小的斜率和过大的截点。ScopeD的宽动摇规模体现了高非线性。

Djpp值是独立于Rj,可是在Dual-Dirac模型中运用了依靠于Rj改动的Dj界说。Djpp值不会跟着Rj的改动而改动,但Dual-Dirac中Dj趋势是跟着Rj的添加而削减。

图4展现了Dj的丈量值跟着Rj改动的趋势。ScopesB,C和G遵从Djpp预期的平整呼应。ScopesE尽管在相同的规模内,可是展现了显着的非线性特性。ScopesD再次展现了大的动摇。

ScopesA和F陈述了Dual-Dirac模型中Dj的依靠界说,并展现了预期的下行斜率。

这个比如说明晰用户需求知道他们的测验办法是否和他们的测验意图共同,不能轻视这种过错。ScopesB,C,G的成果表明他们陈述Djpp值,将会发生一个高的Dj值和由Dual-DiracDjpp引起的Dj共同性裕量差错。这便是Dual-DiracDj模型关于串行数据标准束缚而不是Djpp值,这总是导致Dual-DiracDj小于Djpp值。

Pj是和Rj无关的,关于不同的Rj值期望它具有一个平整呼应。图5展现了Pj丈量值跟着Rj改动的趋势。只要ScopesB,C,E,F,G取得了Pj值。注入的总Pj大约是96ps。ScopesB和G在正确的值上体现了相对的平整趋势。风趣的是,在预期值的一半ScopesC和D具有相同的体现。当能够精确地辨识多种Pj重量时,决议了ScopesC和D仅仅在成果上反映巨大的单一Pj。

试验2,不同的Pj1起伏

第二个试验是改动Pj。惯例条件下的Pj包含Pj0和Pj1。Pj0的频率和起伏是稳定的,只要Pj1的起伏是改动的,然后导致了总Pj的改动。

总Pj的丈量值是是斜率为1和截点是48ps呈线性趋势Pj1起伏的函数。图6展现了总Pj丈量值的特性。咱们看到ScopesB和G具有和预期十分挨近的趋势。ScopeF具有预期的斜率,可是在整个规模内轻视了10ps。这和前节剖析的PjvsRj是共同的。ScopesC和E是不规则的,可是和仅陈述了巨大的单一Pj重量的观念是共同的。

关于不同的pj1起伏,Rj预期都是不变的9.6ps。图7展现了Rj丈量值。咱们看到ScopesF和G的趋势是十分平整和接近期望值的。ScopesB,A和C越来越违背预期趋势。ScopesD和E则呈非线性和大的动摇。

Pj和Rj的趋势,还有其他的颤动重量,终究现出Tj的趋势。图8展现了Tj丈量的特性。ScopesB,F,G的Pj和Rj丈量精度直接决议了Tj的的丈量精度。同理,ScopesD,E的Rj丈量的差劲体现将直接导致Tj丈量的差劲体现。

试验3:不同的码型长度的ISI

另一个发生ISI的办法起源于数据信号边缘的幂指数传输。这种办法显现,当数据码型最大的码型长度在低码型长度(<5~10)改动时,ISI的添加是十分明显的。关于高码型长度(>10),数据信号一般已饱满,ISI不会再添加。

图9展现了关于不同码型长度DDj的丈量趋势。在一切的状况中,ISI激烈依靠于低码型长度,而在高码型长度时饱满。

咱们没有额定的原则去判别丈量的精确度。可是假如咱们考虑前面一切试验中的剖析成果,ScopesC和E是不精确的。因而咱们能够判定ScopesC和E有相似的不精确度。ScopesB,F和G陈述了和ScopesC和E是十分不同的相似成果,也证明晰这一点。

相关性测验的小结

这些剖析展现了在反常恶劣的非实际环境下别离和丈量颤动的不同办法。咱们看到一些仪器将某一颤动重量从其他重量中别离出来是十分困难的。相似的,不管怎么均匀,咱们也看到一些仪器给出了十分不共同的丈量成果。

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/xinpin/jishu/220788.html

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部