只要测试数据通信ic或测试电信网络,就需要测试抖动。抖动是应该呈现的数字信号沿与实际存在沿之间的差。时钟抖动可导致电和光数据流中的偏差位,引起误码。测量时钟抖动和数据信号就可揭示误码源。
测量和分析抖动可借助三种仪器:误码率(ber)测试仪,抖动分析仪和示波器(数字示波器和取样示波器)。
选用哪种仪器取决于应用,即电或光、数据通信以及位率。因为抖动是误码的主要原因,所以,首先需要测量的是ber。若网络、网络元件、子系统或ic的ber超过可接受的限制,则必须找到误差源。
大多数工程技术人员希望用仪器组合来跟踪抖动问题,先用ber测试仪、然后用抖动分析仪或示波器来隔离误差源。
ber测试仪
制造商需要测量其产品的ber,以保证产品符合电信标准。当需要表征数据通信元件和系统时,ber测试对于测试高速串行数据通信设备也是主要的。
ber测试仪发送一个称之为伪随机位序列(prbs)的预定义数据流到被测系统或器件。然后,取样接收数据流中的每一位,并对照所希望的prbs图形检查输入位。因此,ber测试仪可以进行严格的ber测量,有些是抖动分析仪或示波器不可能做到的。
尽管ber测试仪可进行精确的ber测量,但是,对于10-12ber(每1012位为1位误差)精度的网络或器件测试需数小时。为了把测试时间从数小时缩短为几分钟,ber测试仪采用“bert scan”技术,此技术用统计技术来预测ber。
可以编程ber测试仪在位时间(称之为“单位间隔”或“ui”)的任何点取样输入位。“澡盆”曲线表示ber是取样位置的函数。若ber测试仪检测位周期(0.5ui)中心的位,则抖动引起位误差的概率是小的。若ber测试仪检测位于靠近眼相交点上的位,则将增大获得抖动引起位误差的似然性。
抖动分析仪
ber测试仪不能提供有关抖动持性或抖动源的足够信息。抖动分析仪(往往称之为定时时间分析仪或信号完整性分析仪)可以测量任何时钟信号的抖动,并提供故障诊断抖动的信息。抖动分析仪也用抖动特性来预测ber,其所用时间比ber测试仪小很多。
抖动测试仪对于测试高速数据通信总线(如光纤通信,serialata, infiniband, rapidio,每个通道的数据率高达3.125gbits/s)用的器件是有用的。因为抖动分析仪在几秒内可预测ber,所以,对于生产线测试是有用的,很多ate制造商根据用户要求,把抖动测试仪安置在测试系统中。
抖动分析仪检测信号沿并测量沿之间的时间。在采集定时数据之后,抖动分析仪执行算法,产生直方图、频率曲线、数据的其他直观图像。这些图像展示干扰信号的线索。靠执行直方图和频率曲线的计算,抖动分析仪把整个抖动分离为随机抖动和确定性抖动。
比如一种确定性抖动,它具有一个特殊源。一个干扰信号相位调制基准信号来产生测量信号中的抖动。抖动分析仪可以计算呈现在抖动中的频率(相位1-4)。一旦知道抖动频率,就可隔离抖动源并减轻抖动影响。若干扰信号的频率对应于其他时钟频率,则用增加emi屏蔽或其他方法把源隔离就可解决问题。
示波器
两类示波器证明对于抖动测试和分析是有用的。为了测试通信速度达3.125gbits/s(在铜线上传输数据,这可能是最高速度)的器件、缆线、子系统或系统,可以用实时取样示波器。它们类似于抖动分析仪,可以测量任何时钟信号的抖动。
为了测量光信号,如oc-192和10gigabit ethernet(9.952gbits/s)或oc-768(39.808gbits/s),就需要50ghz~75ghz带宽的取样示皮器(如agilent数字通信分析仪或tek通信信号分析仪)。也可在电数据信号中用这些示波器。
宽带示波器对于测试当今所用的最高位率的抖动是有用的。因为它们的低取样率(150ksamples/s或更低),所以,它们需要重复信号(如prbs)来建立眼图,它们从眼图可建立抖动直方图。