分析高速數(shù)據(jù)通信接口是一項(xiàng)重要任務(wù),可確保信號(hào)完整性。這種分析的一個(gè)主要挑戰(zhàn)在于連接物理接口和示波器,因?yàn)榇蟛糠謹(jǐn)?shù)據(jù)通信接口不提供適用于射頻的測(cè)試接頭。這需要使用測(cè)試夾具連接高速數(shù)據(jù)通信中頻接口和示波器的射頻連接器,但這會(huì)影響信號(hào)完整性測(cè)量。帶有高級(jí)抖動(dòng)選件的RTP和最新RTO6示波器可以分析和分離抖動(dòng)影響。此外,該選件自身還可以評(píng)估測(cè)試夾具和跡線的影響,有助于用戶充分了解測(cè)試裝置的影響。
您的任務(wù)
您必須測(cè)量PCIe、USB、SATA或HDMI?等高速數(shù)據(jù)通信接口的特性。信號(hào)完整性是此特性測(cè)量的重要部分,困難之處在于將被測(cè)設(shè)備正確連接至測(cè)試與測(cè)量設(shè)備。這些設(shè)備可能是示波器、頻譜分析儀或矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。
通常,這些接口專用于消費(fèi)類產(chǎn)品,所用的商用連接器不同于SMA連接器且成本低、射頻特性不明確。需要使用測(cè)試夾具連接接口和測(cè)試與測(cè)量設(shè)備,但是這些測(cè)試夾具會(huì)給測(cè)量帶來不容忽視的影響。去嵌技術(shù)是可行之選,但測(cè)量夾具的特性極具挑戰(zhàn)性。
羅德與施瓦茨解決方案
RTP和最新RTO6示波器能夠深入分析信號(hào)完整性。抖動(dòng)分析能夠細(xì)分關(guān)鍵參數(shù)。除了誤碼率(BER)以外,可以通過時(shí)域軌跡、頻域頻譜和統(tǒng)計(jì)直方圖查看所有參數(shù)。
此外,RTP-K133/RTO-K133高級(jí)抖動(dòng)選件具有兩個(gè)新功能,將分析擴(kuò)展到了常見的抖動(dòng)參數(shù)之外:
? 合成眼圖:讓用戶探索特定抖動(dòng)參數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)眼圖的影響
? 傳輸通道階躍響應(yīng)的固有測(cè)量:包括被測(cè)設(shè)備、測(cè)試夾具和電纜的數(shù)據(jù)相關(guān)特性
本應(yīng)用說明描述了分析在誤碼率測(cè)試( BERT )中通過擴(kuò)頻時(shí)鐘(SSC )和無抖動(dòng)添加生成的差分信號(hào)
( 8. 125 Gbps,PRBS31)。信號(hào)在PCIe Gen4 ISI電路板 (PCIe-VAR-ISI)上通過長(zhǎng)跡線傳播。電路板引起的碼間干擾(ISI)是造成抖動(dòng)的主要因素。如本說明結(jié)尾所示, 這種特殊裝置能夠利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)驗(yàn)證階躍響應(yīng)。
以相同的方式分析抖動(dòng)至關(guān)重要,接收機(jī)將接收數(shù)據(jù)并為其計(jì)時(shí)。因此,示波器會(huì)捕獲差分發(fā)射數(shù)據(jù),并利用硬件時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)(CDR)觸發(fā)數(shù)據(jù)信號(hào)(參見圖1)。注意,RTP高性能示波器具有高達(dá)122 000波形/秒的一流波形捕獲率。
圖1:具有較大ISI的PRBS31的差分眼圖。
在分析之前,應(yīng)根據(jù)周期性抖動(dòng)分析需要的最小頻率分辨率 設(shè)置合適的采集時(shí)間。為了實(shí)現(xiàn)低至40 kHz的分辨率(在開 關(guān)電源(SMPS)范圍內(nèi))和40 Gsample/s的采樣率,記錄長(zhǎng)度設(shè)置為2 Msample(= 2 ×(采樣率)/(SMPS開關(guān)頻 率)),因此采集時(shí)間為50??μs。抖動(dòng)分解算法將差分通道作為不歸零(NRZ)信號(hào)進(jìn)行 分析。必要的CDR配置為含帶寬為16 MHz的二階鎖相環(huán) (PLL)。圖2中的表格顯示了抖動(dòng)分解結(jié)果,并以直方圖的形式顯示 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(TJ、RJ、PJ、DDJ1))。與預(yù)期結(jié)果一樣,主要 以DDJ為主。BER 浴盆曲線說明BER測(cè)量值和計(jì)算值吻合良好。這種分解算法的新穎之處在于圖2中部所示的估計(jì)階躍響應(yīng)。階躍響應(yīng)是施加到通道傳遞函數(shù)的理想階躍引起的結(jié)果。此估計(jì)將未經(jīng)校準(zhǔn)的測(cè)試夾具納入考量。
用戶可以配置估計(jì)過程中的階躍響應(yīng)時(shí)長(zhǎng);在本例中,此時(shí)長(zhǎng)設(shè)為75 UI。階躍響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)的設(shè)置遵循三個(gè)原則:
? 配置的階躍響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)越長(zhǎng),計(jì)算時(shí)間越長(zhǎng)。
? 階躍響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)應(yīng)大于通道內(nèi)存。時(shí)長(zhǎng)較長(zhǎng),有利于詳細(xì)分析階躍響應(yīng)。
? 眼圖的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)應(yīng)大于階躍響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)。
用戶可以使用光標(biāo)和自動(dòng)測(cè)量等熟悉的工具來分析階躍響 應(yīng)。本例中使用光標(biāo)測(cè)量上升時(shí)間。通過測(cè)量上升時(shí)間tr, 用戶可以根據(jù)有效用于單級(jí)低通濾波器的 fB = 0.35???tr 公式 估計(jì)通道帶寬fB。因此,可以在頻域中進(jìn)行更加詳細(xì)的分析。傳遞函數(shù)的超調(diào)、下垂和振鈴等現(xiàn)象在頻域中同樣可見。
圖2:TJ和RJ頻譜結(jié)果,包括列明周期性成分、TJ/RJ/PJ/DDJ直方圖以及浴盆測(cè)量值和計(jì)算值的列表。