当前位置:首页 > 测试测量 > 测试测量
[导读]概述本文介绍了自定义二阶PLL,说明了它如何正确应用于串行数据测量中以提高眼图和抖动测量精度。抖动定义的是边沿的时序不确定性。为了确定串行数据信号边沿的时序不确定性,边沿需要和一个参考的时钟边沿进行比较。

概述

本文介绍了自定义二阶PLL,说明了它如何正确应用于串行数据测量中以提高眼图和抖动测量精度。

抖动定义的是边沿的时序不确定性。为了确定串行数据信号边沿的时序不确定性,边沿需要和一个参考的时钟边沿进行比较。
对于大多数高速串行数据标准,参考时钟是内嵌在串行数据信号里的,在测试时需要从被测信号中恢复该时钟。恢复时钟的方法将直接影响到测量眼图的形状和抖动值大小。

当前一些串行数据标准不仅定义了测量抖动的标准方法,而且也定义了时钟恢复的标准方法。

低频信号边沿的变化可以通过PLL来进行跟踪,最终并没有反应在测量出的抖动上,因为它们被PLL有效地去除掉了。反之,那些没有被PLL去除的低频信号边沿变化就会被测量为抖动。因此,时钟恢复方法的选择影响的既是PLL的跟踪能力,也影响到最终测量到的抖动值。


抖动测量系统中灵活的时钟恢复不仅帮助支持规范标准定义的测量需要,而且可以作为一种强大的分析工具,使得您可以预测出真正的接收机的性能。

PLL如何适应信号变化

为了补偿串行数据流中缓慢的时序的变化,软件时钟恢复方法可以产生参考边沿位置,并且它会根据低频的波形漂移相应地进行缓慢地调整,同时可测量出高速抖动。如图1所示,利用定义好的截止频率,根据参考边沿时序变化速率的增大或减小来跟踪信号速率的缓慢变化。软件PLL带宽以下的边沿时序频率成分被追踪,而高频抖动部分通过了软件滤波器,用以测量出高频抖动值。



图1 参考始终边沿的缓慢变化来跟踪信号的缓慢变化

下面图2表示的是一个单极点PLL,它可以跟踪低频调制,而高频的调制并没有被跟踪,被作为抖动测量出来。单极点的低通滤波器的滚降曲线是逐渐变化的过程,使得在交叉区域有一个比较大的频率范围,这部分的频率既是被跟踪也被测量为抖动。



图2 单极点的PLL和JTF

二阶PLL的应用

相应地,单极点PLL的缓慢的滚降速率带来了抖动传递函数(jitter Transfer Function,JTF)的限制。为了确保高频抖动在低频端被截止,同时最大程度地通过抖动传递函数JTF,则需要更高阶的PLL。

在一些高速串行数据的标准,如PCI Express,Serial SATA和SAS中,需要通过扩频时钟(SSC)技术来减少EMI发射干扰。SSC调制的频率是在低频范围内,大约30-33KHz。图3表示的是在有SSC时,没有采用二阶PLL测量的眼图。该眼图波形被SSC调制后,基本的抖动和眼图测量都不正确。采用一个2阶PLL,如图4所示,用户可以输入自然频率和阻尼系数来减少交叉区域的大小,最大程度地阻止频带内的衰减。



图3 有SSC时,用一阶PLL测量到的眼图



图4 自定义二阶PLL的设置界面

图5 有SSS有,采用二阶PLL测量的眼图

图5表示相同的信号,但是采用了二阶PLL,将自然频率设置为1MHz,阻尼系数设置为0.707时的眼图。二阶PLL使得低频截止得很快,同时有更好的传递函数,有能力跟踪PLL带宽范围内的线性相位和频率变化。

结论

参考时钟恢复函数是抖动测量的基本部分,该函数的特性影响到追踪的能力和测量到的抖动值大小。PLL的跟踪能力对于有SSC时准确测量眼图和抖动是很重要的,而且抖动传递函数的高通截止频率控制了测量的抖动值。从这个方面来说,抖动测量系统可以用于仿真串行数据接收机的工作,因此,真正的接收机的性能可以准确地进行预测评估。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

SI(信号完整性)研究的是信号的波形质量,而PI(电源完整性)研究的是电源波形质量, PI研究的对象是PDN(Power Distribution Network,电源分配网络),它是从更加系统的角度来研究电源问题,消除...

关键字: 信号完整性 电源完整性 PCB工程师

如今,由高频多相 DC/DC 转换器驱动的千兆赫处理器以千兆赫兹的速度与内存通信。在这些频率下,组件和印刷电路板 (PCB) 寄生阻抗会产生与频率相关的电压降、天线结构和 PCB 谐振,进而产生电磁干扰 (EMI)、信号...

关键字: 电磁干扰 (EMI) 信号完整性

虽然适当的大电流功率级布局在 DC/DC 应用中始终很重要,但在印刷电路板 (PCB) 布局期间注意稳压器信号路由比以往任何时候都更加重要。

关键字: 信号完整性 电源

摘 要 :对于电子产品普遍存在信号完整性干扰问题的现状,以较为典型的振铃型干扰信号为对象,通过严格的信号完整性分析,研究了一种基于阻容特性匹配的方法。通过对振铃型干扰信号进行有效成分的优化,简单有效地改善信号波形,降低...

关键字: 振铃型干扰 信号完整性 阻抗匹配 数学模型 故障代价 传输路径阻抗分布

摘 要:随工艺的演进,集成电路发展已经进入超深亚微米阶段,芯片的成本、,性能、功耗、信号完整性等问题将成 为制约SOC芯片设计的关键问题。文章基于65GP工艺的实际项目模块级物理设计,在现超深亚微米下,对芯片的低功耗、...

关键字: 65GP 低功耗 拥塞 信号完整性 签核

信号完整性是指在高速电路设计中由互连线所引起的所有问题。信号具备信号完整性是指在不影响系统中其他信号质量的前提下,接收端能够接收到符合逻辑电平要求、时序要求和相位要求的信号。信号完整性设计的根本性目标是保证信号波形的完整...

关键字: 信号完整性 高速

数字后端,顾名思义,它处于数字IC设计流程的后端,属于数字IC设计类岗位的一种。 在IC设计中,数字后端所占的人数比重一直是最多的,而且随着芯片规模不断加大,后端工程师需要的人数将会越来越多。

关键字: 信号完整性 后端

随着器件工作频率越来越高,高速PCB设计所面临的信号完整性等问题成爲传统设计的一个瓶颈,工程师在设计出完整的解决方案上面临越来越大的挑战。尽管有关的高速仿真工具和互连工具可以帮助设计师解决部分难题,但高速PCB设计也更需...

关键字: 信号完整性 高速

信号完整性(SI)和电源完整性(PI)是两种不同但领域相关的分析,涉及数字电路正确操作。在信号完整性中,重点是确保传输的1在接收器中看起来就像 1(对0同样如此)。在电源完整性中,重点是确保为驱动器和接收器提供足够的电流...

关键字: 信号完整性 电源完整性分析

当今的电子设计工程师可以分成两种,一种是已经遇到了信号完整性问题,一种是将要遇到信号完整性问题。

关键字: 信号完整性 射频元器件
关闭
关闭