分析抖動(dòng)，可以直達(dá)漏洞的根本原因。我們通常會(huì)同時(shí)在時(shí)域和頻域中分析抖動(dòng)和功率。通過(guò)對(duì)比TIE頻譜中的PJ (周期性抖動(dòng))頻率與功率紋波頻譜中的雜散信號(hào)，我們可以快速準(zhǔn)確地識(shí)別PDN（配電網(wǎng)絡(luò)）引起的信號(hào)問(wèn)題。
抖動(dòng)是相對(duì)于系統(tǒng)時(shí)鐘測(cè)量的。采用嵌入式時(shí)鐘的系統(tǒng)，會(huì)降低低頻抖動(dòng)，但必須使用能夠仿真精密時(shí)鐘恢復(fù)方式的示波器來(lái)分析這些系統(tǒng)。6系列增強(qiáng)型混合信號(hào)示波器MSO6B既有用戶可編程的時(shí)鐘恢復(fù)方式，又有標(biāo)準(zhǔn)指定的時(shí)鐘恢復(fù)方式。除抖動(dòng)和功率完整性功能外，MSO6B高帶寬和低噪聲使其特別適合進(jìn)行調(diào)試工作。
MSO6B
本文使用MSO6B來(lái)演示抖動(dòng)和電源軌道測(cè)量，因?yàn)槠湟鸬脑肼暤停貏e適合這些測(cè)量。該示波器配有數(shù)字功率管理(DPM)選項(xiàng)和高級(jí)抖動(dòng)分析(DJA)。
信號(hào)完整性和功率完整性對(duì)誤差的影響
數(shù)字誤差是由抖動(dòng)和噪聲引起的。噪聲是一種廣義上的概念，指信號(hào)幅度變化。抖動(dòng)是位跳變的定時(shí)相對(duì)于數(shù)據(jù)速率時(shí)鐘的變化，也就是所謂的時(shí)間間隔誤差(TIE)。抖動(dòng)是由相噪和幅度噪聲到抖動(dòng)轉(zhuǎn)換引起的。噪聲到抖動(dòng)轉(zhuǎn)換會(huì)引發(fā)串?dāng)_、EMI (電磁干擾)、隨機(jī)性噪聲等問(wèn)題。
信號(hào)完整性分析集中在發(fā)射機(jī)、基準(zhǔn)時(shí)鐘、通道和接收機(jī)的BER (誤碼率)性能上。功率完整性分析集中在PDN提供恒壓電源軌道和低阻抗回路的能力上。信號(hào)完整性和功率完整性有著廣泛的相關(guān)性。PDN可能會(huì)導(dǎo)致噪聲和抖動(dòng)。電路設(shè)計(jì)和各種元器件，如芯片封裝、引腳、軌跡、通路、連接器，都會(huì)影響PDN的阻抗，進(jìn)而影響提供的功率質(zhì)量。
調(diào)試信號(hào)完整性問(wèn)題先從眼圖開(kāi)始
硬件調(diào)試可能要先從眼圖分析開(kāi)始。眼圖由相對(duì)于時(shí)鐘的多個(gè)重疊的波形組成，如圖1所示。交點(diǎn)的水平寬度表示抖動(dòng)，眼圖頂部和底部的垂直寬度表示噪聲。眼圖張開(kāi)很寬，則對(duì)應(yīng)BER低。執(zhí)行模板測(cè)試是測(cè)量信號(hào)質(zhì)量的一種簡(jiǎn)便方式。
圖1. 眼圖，頂部是模板測(cè)試，底部是對(duì)應(yīng)的波形
某些標(biāo)準(zhǔn)指定了一個(gè)模板，可以簡(jiǎn)單地評(píng)估被測(cè)器件上的信號(hào)完整性。在MSO6B上，可以從基于標(biāo)準(zhǔn)的模板列表中選擇模板，也可以以自定義的方式建立模板。遺憾的是，通過(guò)模板測(cè)試并不能保證系統(tǒng)在允許的最大BER (一般來(lái)說(shuō)BER ≤ 1E-12)以下工作。
抖動(dòng)分析
不管我們是否通過(guò)模板測(cè)試，如果信號(hào)完整性仍存在問(wèn)題，那么我們就要執(zhí)行抖動(dòng)分析。圖2把抖動(dòng)分成不同的成分和子成分，圖3顯示了抖動(dòng)摘要測(cè)量，從左上開(kāi)始順時(shí)針?lè)较虬ǎ涸「讏D、眼圖、TIE頻譜和直方圖、抖動(dòng)測(cè)量結(jié)果和波形。
圖2. 把抖動(dòng)劃分成不同的成分
圖3. 抖動(dòng)摘要截屏
在劃分抖動(dòng)時(shí)，首先要把TIE分布分成隨機(jī)性成分和確定性成分，也就是RJ (隨機(jī)性抖動(dòng))和DJ (確定性抖動(dòng))。DJ進(jìn)一步劃分成與數(shù)據(jù)中的位序列有關(guān)的抖動(dòng)—DDJ (數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(dòng))，以及與其無(wú)關(guān)的抖動(dòng)，如PJ (周期性抖動(dòng))。
如果眼圖交點(diǎn)分布寬，那么表明抖動(dòng)是隨機(jī)性的。如果眼圖表現(xiàn)為由許多近乎不同的線組成，那么表明眼圖是DDJ，可能源于信號(hào)路徑中的阻抗不匹配，但眼圖分析在查找眼圖閉合根本原因時(shí)幾乎沒(méi)有什么幫助。在配備選配的高級(jí)抖動(dòng)分析(DJA)包時(shí)，MSO6B可以測(cè)量多種抖動(dòng)類型，找到硬件漏洞，包括：TIE，RJ，DJ，DDJ，PJ，TJ (總抖動(dòng))，EH (眼高)，EW (眼寬)，眼高，眼低。表1列出了不同的抖動(dòng)類型及導(dǎo)致抖動(dòng)的原因?qū)嵗?
表1. MSO6B上執(zhí)行的抖動(dòng)測(cè)量及常見(jiàn)原因?qū)嵗?
時(shí)鐘上的隨機(jī)性抖動(dòng)和周期性抖動(dòng)
