隨著數(shù)據(jù)速率的不斷提高，高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)的時(shí)序冗余度越來越小。要確保接收端采集到的串行數(shù)據(jù)信號(hào)有效和穩(wěn)定，工程師要熟知各種抖動(dòng)分量，尤其是他們對(duì)數(shù)據(jù)有效時(shí)間窗口的影響。目前主要使用示波器捕獲和查看波形的抖動(dòng)。SDS7000A提供抖動(dòng)分析測(cè)量選件，以各種方式顯示抖動(dòng)，還可以將各種抖動(dòng)分量分離出來。

抖動(dòng)是指隨時(shí)間變化的信號(hào)對(duì)其當(dāng)時(shí)理想位置的偏離，往往又被稱作時(shí)間間隔誤差（TIE），以每個(gè)周期點(diǎn)的累計(jì)時(shí)間值相對(duì)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的理想值偏差為樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，這個(gè)時(shí)間偏差算法呈現(xiàn)累積效應(yīng)，是一個(gè)積分運(yùn)算，可以反映出信號(hào)的長(zhǎng)期抖動(dòng)。目前大部分高速串行總線都采用嵌入式時(shí)鐘，嵌入式時(shí)鐘必須由接收端進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)之后才能查看。對(duì)含有嵌入式時(shí)鐘的串行總線數(shù)據(jù)信號(hào)執(zhí)行抖動(dòng)分析，要求示波器必須能夠從數(shù)據(jù)信號(hào)中恢復(fù)時(shí)鐘。抖動(dòng)分析選件中的軟件算法可以完成這一任務(wù)。其方法是創(chuàng)建一個(gè)虛擬時(shí)鐘，以仿真串行數(shù)據(jù)總線接收端的時(shí)鐘恢復(fù)。示波器以此恢復(fù)時(shí)鐘為參考，對(duì)采集到示波器存儲(chǔ)器中的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行逐個(gè)邊沿對(duì)齊，完成 TIE 測(cè)量。

實(shí)際上，我們常常將眼圖和抖動(dòng)分析放在一起來說，這是因?yàn)樗麄兊姆治龇绞绞穷愃频?，都是先進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)，然后再以此恢復(fù)時(shí)鐘作為參考來對(duì)波形進(jìn)行分析。他們的不同之處在于，示波器的眼圖中只能分析總的抖動(dòng)，也就是TIE，但是在抖動(dòng)分析的功能中，我們可以把不同的抖動(dòng)分量分解出來，從而得到RJ、DCD、PJ等分量，更好的對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析。

抖動(dòng)的分解

使用SDS7000A進(jìn)行抖動(dòng)分析

在抖動(dòng)分解中SDS7000A支持繪制浴盆曲線。浴盆曲線的橫坐標(biāo)是時(shí)間，范圍是一個(gè)周期；縱坐標(biāo)是誤碼率。浴盆曲線表征的是眼睛在水平方向上的開合程度與誤碼率的關(guān)系，浴盆的“盆底”即對(duì)應(yīng)的誤碼率下眼睛的張開程度。

阻抗測(cè)試

對(duì)于高速信號(hào)而言，阻抗匹配是一個(gè)非常值得關(guān)注的點(diǎn)，阻抗不匹配帶來的反射會(huì)在接收機(jī)處產(chǎn)生噪聲。因此，我們常使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀來進(jìn)行阻抗分析，從而反映多重反射引起的噪聲。

對(duì)于PCB板上的走線，我們同樣可以使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀搭配TDR探頭進(jìn)行測(cè)試。相較于示波器+信號(hào)發(fā)生器的TDR方案，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀能夠在較高的頻率下進(jìn)行測(cè)試，并且信號(hào)注入可以選擇探頭的方式，測(cè)試場(chǎng)景更加靈活。

阻抗不匹配，特別是差分電路中，對(duì)于信號(hào)質(zhì)量的影響很大。如圖為相同的DUT發(fā)送PAM3差分信號(hào)，粉色跡線為兩根差分線良好匹配時(shí)接收到的信號(hào)，黃色為不完全匹配，可以明顯看出，黃色跡線的過沖和欠幅非常明顯。

不同的匹配情況下差分線的信號(hào)質(zhì)量

我們?cè)跍y(cè)試差分阻抗時(shí)，可以使用網(wǎng)絡(luò)分析儀的TDR功能來測(cè)試單端走線阻抗，也可以直接測(cè)試差分阻抗。

使用TDR探頭進(jìn)行測(cè)試

頻域測(cè)試

高速信號(hào)沿著PCB上的導(dǎo)線進(jìn)行傳輸時(shí)，實(shí)質(zhì)上是按照電磁波的方式在傳播，在整個(gè)傳輸路徑上能量存在于隨時(shí)間交替變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)中。在實(shí)際的應(yīng)用中，電磁場(chǎng)能量并不限制在傳播導(dǎo)線內(nèi)，有相當(dāng)一部分的磁場(chǎng)能量存在于導(dǎo)線之外，當(dāng)高速信號(hào)沿著某一根導(dǎo)線傳播時(shí)，其電場(chǎng)和磁場(chǎng)將通過某種方式耦合到其他線路內(nèi)，當(dāng)這種耦合的電磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定量時(shí)會(huì)產(chǎn)生無法預(yù)期的信號(hào)，這樣就導(dǎo)致了串?dāng)_和電磁輻射，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對(duì)原信號(hào)的傳輸質(zhì)量產(chǎn)生影響。

我們可以使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行信號(hào)鏈路的串?dāng)_測(cè)試，并且在測(cè)試開始之前設(shè)置極限值，從而完成自動(dòng)化測(cè)試。當(dāng)PCB走線過長(zhǎng)，或者速率很高時(shí)，近端串?dāng)_是需要考慮的點(diǎn)。在測(cè)試差分信號(hào)時(shí)，可以使用四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測(cè)試，也可以使用巴倫轉(zhuǎn)化成單端信號(hào)再進(jìn)行測(cè)試。