存在串扰时的一种创新抖动分离方法

中心议题：

• 抖动是边沿较本应位置的偏差
• 应从整体BER角度了解系统的运行方式
• 串扰问题为实现性能目标

解决方案：

• BUJ测量解决方案

串行数据标准持续迅猛发展，大幅度改善了PC和服务器系统的性能。测试这些更高速的标准、找到抖动证据，对长期稳定性及在设计中实现优异的误码率（BER）目标至关重要。为高效进行分析，首先要选择适当的仪器，很好地了解仪器噪声、上升时间及三阶谐波性能、四阶谐波性能、五阶谐波性能等因素。
　　
但还不仅仅是测量这么简单，合适的仪器必需与适当的分析工具配套使用。在测试8 Gb/s以上的串行数据速率时，还要考虑其它因素，如抖动分离和去嵌/嵌入。在本文中，我们将重点介绍存在串扰时的一种新的抖动分离方法，随着通路数量提高，以提升计算系统吞吐量，串扰问题正越来越多。　　

所有采用电压跳变表示定时信息的电气系统都有定时抖动。在历史上，电气系统通过采用相对较低的信令速率来减缓定时抖动（或简称为抖动）的负面影响。随着数据速率攀升到8 Gb/sec以上，抖动占信令间隔的比重已经很大，了解抖动类型和抖动来源对成功部署高速串行技术非常关键。　　

简单地说，抖动是边沿与本应位置相比的偏差，如图1所示。根据ITU的定义，抖动 是"数字信号在有效时点较理想时间位置的短期变化".
 

图1  抖动是边沿较本应位置的偏差　　

可以通过多种方式测量单个波形上的抖动，包括周期性抖动、周期间抖动和时间间隔误差（TIE），设计通常决定着哪种指标合适。在独立式振荡器中，信号是时钟，可能会跳频或扫频。这里，周期性抖动是合适的指标。在串行数据流的发射机中，信号是数据流，ISI（码间干扰）是关键问题。这里，TIE抖动是合适的指标。　　

处理抖动问题的工程师有大量的仪器可以选择，每种仪器都有独特的优势和劣势：　　

·         实时数字存储示波器（DSO）恢复整个波形，可以测量任何指标，可以用于TIE、周期到周期抖动和周期性抖动测量。但它在频率（或位速率）、解析频谱、小的抖动及多电平调制方面有局限性 .　　

·         BER测试仪（BERT）特别适合TIE抖动，特别是TJ或总抖动，这是TIE的一种形式。BERT的优势是它计数每个比特，但测试执行起来耗费时间较长。　　

·         实时频谱分析仪（RTSA）可以用于周期间抖动测量和周期性抖动测量，支持移动设备的复杂调制，查看时钟、PLL,了解其动态性能。其局限性包括跨度（低于100 MHz）和带宽信号，具有大的调制频谱。　　

·         等效时间采样示波器提供了最佳的带宽，可以用于串行数据的所有抖动测量。目前，这些示波器是唯一支持噪声分析和BER眼图的仪器。其局限性是没有实时捕获功能，只能用于重复的码型，某些抖动频谱有假信号。　　

人们经常提出的一个问题是如果我们最终只关心BER,那么为什么还要担心抖动。这是因为眼图（宽度）闭上得太多时会导致误差。抖动和噪声分析工具可以迅速预测和分析BER中的问题。最终，一切都归结于误差，而消除设计中的这些误差要求了解抖动过高的一个或多个原因。　　

首先应从整体BER角度了解系统的运行方式。示波器使用眼图和统计分析，生成浴缸图。之所以叫浴缸图，是因为在极限变化时，得到的图形形状像浴缸。在使用BERT仪器时，每个位的具体数量会得到一个抖动峰值图。如图2所示，左面来自BERT的抖动峰值与右面示波器抖动浴缸图几乎完全等效。