【測試案例分享】信號鏈芯片的眼圖和抖動測試
發布時間:2024-07-01 來源:泰克科技 責任編輯:lina
【導讀】xinhaolianxinpiandeyanzhenglibukaidoudongheyantuceliang。doudongkaolvdeshishizhonghuoshujuguolingdiandeshikedebuquedingxing,yantuzegengjiazhiguan,yicankaoshizhongdebianyanweidao,jiangshujuboxingqiegechengwushudexiaoduan,meiduanboxingzhiyou 1 個 bit。然後將這些小段波形堆疊到一起,形成的眼睛形狀的圖片,稱之為眼圖。
背景
xinhaolianxinpiandeyanzhenglibukaidoudongheyantuceliang。doudongkaolvdeshishizhonghuoshujuguolingdiandeshikedebuquedingxing,yantuzegengjiazhiguan,yicankaoshizhongdebianyanweidao,jiangshujuboxingqiegechengwushudexiaoduan,meiduanboxingzhiyou 1 個 bit。然後將這些小段波形堆疊到一起,形成的眼睛形狀的圖片,稱之為眼圖。
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圖 1. 眼圖是由所有 bits 堆疊而形成的圖樣,包含所有 bits 的信號完整性信息

圖 2. 眼圖及其模板
挑戰
測試工程師測出了眼圖和抖動的結果,給出測試 Pass 或 Fail 的測量報告,工作就算完成了。但怎樣才能解決抖動和眼圖 Fail 的問題呢?基本思路就是抓大放小,對症下藥!

圖 3. 抖動的分類
經典理論下,信號的總體抖動 (Tj, Total Jitter) 可以分成以下幾類。通過示波器的抖動軟件,測量出每種抖動成分的大小,想辦法將最嚴重的抖動成分降低,總體抖動就能降下來了。
其中,隨機抖動 (Rj, Random Jitter) 是由布朗運動 / 熱(re)噪(zao)聲(sheng)引(yin)起(qi)的(de)。通(tong)過(guo)改(gai)良(liang)電(dian)源(yuan)的(de)噪(zao)聲(sheng)性(xing)能(neng),更(geng)換(huan)隨(sui)機(ji)抖(dou)動(dong)較(jiao)大(da)的(de)有(you)源(yuan)器(qi)件(jian),可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)係(xi)統(tong)的(de)隨(sui)機(ji)噪(zao)聲(sheng)。與(yu)隨(sui)機(ji)抖(dou)動(dong)對(dui)應(ying)的(de),是(shi)確(que)定(ding)性(xing)抖(dou)動(dong) (Dj, Deterministic Jitter),最重要的兩種 Dj 是周期性抖動 (PJ, Periodic Jitter ) 和數據相關性抖動 (DDJ, Data-Dependent Jitter)。
周期性變化的抖動,稱之為周期性抖動。一般由高速 SerDes 的參考時鍾帶入,或者旁路高速信號的串擾所引起。周期性抖動不僅要看抖動的峰峰值,還要關注 Pj 的頻率。檢查時鍾,查找電路板上相關的幹擾源,可以降低周期性抖動。
數據相關性抖動 (DDj, Data Dependent Jitter),也叫碼間幹擾 (ISI, Inter-Symbol Interference),當數據速率升高時,DDj 會變得愈發重要。ISI 不bu僅jin會hui影ying響xiang到dao抖dou動dong,也ye會hui讓rang眼yan圖tu惡e化hua。下xia圖tu是shi一yi個ge高gao速su信xin號hao,從cong發fa送song端duan,到dao傳chuan輸shu路lu徑jing中zhong間jian的de測ce試shi點dian,再zai到dao接jie收shou端duan的de眼yan圖tu變bian化hua。隨sui著zhe傳chuan輸shu線xian距ju離li的de增zeng加jia,ISI 越來越大,眼圖的眼寬和眼高都明顯收窄,甚至到最後眼圖完全閉合了。降低傳輸線衰減,或者使用適當 的 Tx均衡和 Rx均衡,可以有效降低DDj。

圖 4. 傳輸線損耗所引起的 ISI 抖動會導致眼圖惡化
測試解決方案
泰克公司的 MSO6B 係列示波器最高帶寬可達 10GHZ, 采樣率高達 50GS/s, 底噪低至51.5uV,是測量信號鏈芯片抖動和眼圖的最佳選擇。

圖 5. 泰克MSO6B係列示波器
泰克公司的 DJA 抖動和眼圖分析軟件,可以精確並快速地測量信號的抖動和眼圖,給出抖動和眼圖的各項測量結果。DJA 幫bang助zhu工gong程cheng師shi將jiang總zong體ti抖dou動dong分fen解jie成cheng各ge種zhong抖dou動dong成cheng分fen,還hai提ti供gong各ge種zhong高gao級ji分fen析xi窗chuang口kou,比bi如ru抖dou動dong頻pin譜pu圖tu,可ke以yi看kan到dao周zhou期qi性xing抖dou動dong的de頻pin譜pu,幫bang助zhu工gong程cheng師shi快kuai速su確que定ding幹gan擾rao源yuan;抖動直方圖可以直觀地判斷是RJ或 DJ占主導地位,確定調試方向。

圖 6. 泰克公司的 DJA 抖動和眼圖分析軟件豐富的測量項和分析窗口
總結
抖動和眼圖是信號鏈芯片的重要測量項。 泰克的MSO6B 係列示波器和 DJA 軟ruan件jian,不bu僅jin可ke以yi幫bang助zhu工gong程cheng師shi精jing確que地di測ce量liang抖dou動dong和he眼yan圖tu結jie果guo,還hai可ke以yi通tong過guo抖dou動dong分fen解jie,和he豐feng富fu的de分fen析xi窗chuang口kou,為wei工gong程cheng師shi提ti供gong解jie決jue抖dou動dong和he眼yan圖tu問wen題ti的de線xian索suo,幫bang助zhu工gong程cheng師shi快kuai速su解jie決jue問wen題ti。
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(來源:泰克科技)
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