泰克BERTScope? 時(shí)鐘恢復&時(shí)鐘恢復儀器

主要特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)

• 儀器級的時(shí)鐘恢復設備

• 150Mb/s 到28.6Gb/s 連續可調的時(shí)鐘恢復，覆蓋下一代IO標準，包括PCIe3.0、10GBASE-KR、16xFC、25/28G CEI和100GBASE-LR-4/100GBase-ER-4

• 從100KHz 到12MHz 精確的可調環(huán)路帶寬；支持USB3.0、SATA 6G和PCIe3.0中24MHz帶寬抖動(dòng)傳遞函數(JTF)測試

• 精確、可調、自檢測和顯示的PLL 環(huán)路帶寬、peaking 和抖動(dòng)傳遞函數(JTF)- 能夠得到標準要求的“黃金鎖相環(huán)”

• 可調的峰值、一階或二階滾降能力

• 通過(guò)USB 接口同BERTScope 集成在一起；或者單獨使用，提供PC 遠控軟件

• DC 耦合的數據通路提供了精確的信號完整性

• 輸出全速率或分頻時(shí)鐘。全速率時(shí)鐘輸出最高14.3Gb/s，半速率時(shí)鐘輸出從14.3Gb/s 到17.5Gb/s 和28.6Gb/s

• 內建均衡器能夠從帶有嚴重ISI 數據中恢復時(shí)鐘

• 數據測量能力

• 邊沿密度測量：確定被測信號的邊沿密度

• SSC(擴頻時(shí)鐘)波形、dF/dt 的觀(guān)測

• 適合測試帶有大的頻率偏移的SSC 應用

• 可選的直接抖動(dòng)頻譜分析，通過(guò)USB 接口在PC 上提供單獨的分析軟件

• 可選的“頻譜分析”視圖，使用光標測量抖動(dòng)幅度和頻率

• 用戶(hù)可設定測量抖動(dòng)頻率限定，進(jìn)行帶限的抖動(dòng)分析

• 預設PCI Express Gen2 抖動(dòng)頻率限定

• 可選的PCIe 2.5 、5和8Gb/s PLL 環(huán)路分析(需要抖動(dòng)分析選件)

• CR175A和CR286A提供可選HS(高靈敏度輸入)的可以為幅 度小于40mV(單端)、20mV(差分)信號s 提供時(shí)鐘恢復- 這 個(gè)選件沒(méi)有DC 耦合的數據通路

應用

• 設計/ 驗證高速I(mǎi)O 組件和系統

• 信號完整性分析

• 工業(yè)標準的串行數據流認證

BERTScope CR系列產(chǎn)品可以用于任意的采樣示波器、誤碼儀 或碼型發(fā)生器

連接BERTScope CR 時(shí)鐘輸出到BERTScope 分析儀?

連接BERTScope CR 時(shí)鐘輸出到采樣示波器?

連接BERTScope CR 時(shí)鐘輸出到誤碼分析儀?

符合標準的時(shí)鐘恢復

許多標準現在都制定了抖動(dòng)測試必須在從數據中提取的參考時(shí)鐘下進(jìn)行。典型的PLL 特性有-3dB 環(huán)路帶寬、滾降速率以及允許的響應峰值。

基于BERTScope CR系列時(shí)鐘恢復儀的先進(jìn)構架，能夠測量和顯示PLL的頻率響應從100kHz到12MHz，是目前市場(chǎng)上可供抖動(dòng)測量的最高的環(huán)路帶寬；同時(shí)也是第一款允許用戶(hù)自由設定環(huán)路帶寬、峰值/ 阻尼和滾降的時(shí)鐘恢復設備。

研發(fā)和測試工程師現在可以找到和鎖定未定義或未知速率的信號。工程師能夠恢復出全速率的時(shí)鐘，包括帶SSC的時(shí)鐘，支持的數據率從150Mb/s 到12.5Gb/s，14.2Gb/s 以上需要擴展數據率選項。用戶(hù)能夠完全控制關(guān)鍵的參數，可變的環(huán)路帶寬、峰值/ 阻尼和一階、二階的滾降，優(yōu)化抖動(dòng)跟蹤。

BERTScope CR能夠和BERTScope 誤碼率分析儀無(wú)縫結合起來(lái)進(jìn)行 工作- 通過(guò)USB 接口將CR 和分析儀連接起來(lái)一起使用。上圖所示的 截圖是當在BERTScope 誤碼率分析上按下“To CR analysis”之后 顯示的界面?

黃金鎖相環(huán)(Golden PLL)

許多測試規范要求使用黃金鎖相環(huán)( Golden PLL ) ?？刂艬ERTScope CR的可變環(huán)路帶寬可以控制傳輸到輸出時(shí)鐘的抖動(dòng)。當環(huán)路帶寬設置比較小，更多的高頻抖動(dòng)從時(shí)鐘中濾除。當希望輸出時(shí)鐘抖動(dòng)最小，那么可以將環(huán)路帶寬設置為最窄。當環(huán)路帶寬設置較大，抖動(dòng)將傳遞到輸出的時(shí)鐘上，模擬在Rx芯片中CDR 的工作狀況。每一個(gè)標準都提供了一個(gè)最佳的環(huán)路帶寬設定值，通常稱(chēng)之為黃金鎖相環(huán)(Golden PLL)。

為測試高速串行總線(xiàn)恢復擴頻時(shí)鐘信號(SSC)

SSC(擴頻時(shí)鐘)技術(shù)在串行總線(xiàn)標準中使用到越來(lái)越廣泛。當使用SSC時(shí)， 雖然很難跟蹤的上，但是其對系統的影響必須要考慮在內。BERTScope CR系列儀器能夠準確的跟蹤最大頻偏到5000ppm 的SSC，使得它在所有時(shí)鐘恢復方案中非常的突出，而且BERTScope CR還是第一款支持PCI Express、SerialATA、SAS 和USB 標準，從帶SSC 的數據中恢復出時(shí)鐘信號。

擴頻時(shí)鐘是一種低頻的調制(30~33KHz)，例如，對于3Gb/s的信號會(huì )造成225UI(單位時(shí)間間隔)的偏移。當使用可選的“5件套”電纜時(shí)，BERTScope CR 和BERTScope 誤碼率分析儀能夠精確的跟蹤SSC。這個(gè)電纜套件是為彌補BERTScope 誤碼率分析儀和SSC 信號之間的5ns 的延時(shí)，避免抖動(dòng)被放大。

帶有SSC 的信號通過(guò)BERTScope CR 測量。在儀器的后面板提供了對鎖相環(huán)環(huán)路行為的監測。當使用低帶寬實(shí)時(shí)示波器時(shí)，如上圖下方的波形，能夠觀(guān)測到SSC的調制輪廓線(xiàn)。上方的波形顯示的是輸入數據和輸出時(shí)鐘的相位差。

觀(guān)察和測量SSC 調制

SSC 調制曲線(xiàn)上過(guò)大的噪聲，可能對Rx 端CDR 正常工作造成一定的影響，導致誤碼產(chǎn)生。

BERTScope CR系列儀器還能夠允許觀(guān)測和測量系統中的SSC調制。SSC調制的問(wèn)題能夠導致時(shí)鐘的偏離超過(guò)信道或接收機的能力。過(guò)快的變化使得Rx端CDR無(wú)法跟蹤，經(jīng)常導致誤碼。相反地，如果調制周期過(guò)長(cháng)，時(shí)鐘頻率長(cháng)時(shí)間不變，可能會(huì )導致系統EMI 過(guò)大。

比較干凈的SSC 調制

SSC 波形試圖提供了經(jīng)過(guò)校準的SSC 調制，允許用戶(hù)立即看到SSC調制是否存在問(wèn)題?？v軸表示著(zhù)載波偏離，單位可以是 PPM 或者是ps。

dF/dT 分析顯示出SSC 的性能較差

為了避免由于不正確的偏離速率導致的EMI問(wèn)題，一些新的串行標準制定了最小或者最大SSC 變化速率。BERTScope CR系列儀器能直接顯示dF/dt，提供了最大和最小峰值參數測量。

用戶(hù)界面

該儀器可以單獨使用，或者配合BERTScope 使用。無(wú)論使用的熟練程度如何，其使用的簡(jiǎn)單性和準確性得到用戶(hù)的一致認可。和BERTScope 的完美結合，使得時(shí)鐘恢復儀同分析設備無(wú)縫的兼容在一起，共享相同的用戶(hù)界面。通過(guò)一根USB 電纜和高質(zhì)量的射頻同軸電纜將兩種設備連接在一起-這是開(kāi)始測量前所有的要求。BERTScope 自動(dòng)檢測到時(shí)鐘恢復器，可以直接在A(yíng)nalyzer上面進(jìn)行設置。就是這么簡(jiǎn)單。同樣的設置信息也能在CR的前面板上立即顯示出來(lái)，例如PLL環(huán)路帶寬、鎖定狀態(tài)、碼速率、峰值和滾降。這個(gè)系統使得用戶(hù)非常清楚、直觀(guān)的明確影響當前測試的條件和狀態(tài)。

在BERTScope 誤碼率分析儀上的圖形顯示能力允許用戶(hù)描繪出環(huán)路帶寬響應和反向響應曲線(xiàn)。-3dB 點(diǎn)和峰值也能測量并清楚的顯示在圖中。

對于想僅適用單臺BERTScope CR儀器的工程師，可以將CR和PC 通過(guò)USB 電纜連接，在PC 上安裝軟件來(lái)控制CR。另外，CR可以通過(guò)前面板的按鍵直接控制。秉承BERTScope家族產(chǎn)品的一貫的簡(jiǎn)單易用的風(fēng)格，CR 能提供你所需的最多的信息。對于簡(jiǎn)單的一致性測試驗證，正確的參數信息按照標準要求自動(dòng)設置即可。然而，如果用戶(hù)想探索設計的極限性能，例如當系統抖動(dòng)構成是非常重要的時(shí)候，CR 能輕易的完成各種參數的控制。時(shí)鐘恢復在這個(gè)例子中起到非常關(guān)鍵的作用，模擬過(guò)大的峰值對理解系統對抖動(dòng)增益的靈敏度是一種非常好的方法。每一個(gè)儀器都有不同的抖動(dòng)峰值，而不是簡(jiǎn)單的一致性測試，如果需要，允許超過(guò)10dB 的抖動(dòng)增益。

通過(guò)BERTScope 誤碼率分析儀可以簡(jiǎn)單的進(jìn)行遠程控制。通過(guò)USB 接口支持TCP/IP 和GPIB，并集成了軟件開(kāi)發(fā)包。

數據和恢復時(shí)鐘路徑延遲匹配的重要性

時(shí)鐘恢復環(huán)路帶寬vs 數據速率 - BERTScope CR 系列產(chǎn)品支持可變的環(huán)路帶寬，從100KHz 到12MHz。在途中綠色區域中是經(jīng)過(guò)環(huán)路帶寬校準的。

當從帶有SSC調制數據中恢復時(shí)鐘時(shí)，或是數據帶有大量周期性抖動(dòng)時(shí)，確保數據和通過(guò)BERTScope CR恢復出的時(shí)鐘之間的延遲匹配是至關(guān)重要的。數據路徑必須增加儀器時(shí)鐘或觸發(fā)輸入的邊沿到儀器實(shí)際采樣時(shí)刻相應的額外延時(shí)。如果沒(méi)有匹配，對于高數據率信號，這個(gè)延時(shí)會(huì )導致上百甚至上千個(gè)UI的延時(shí)，會(huì )減小眼圖時(shí)序的裕量、增加誤碼率、過(guò)高抖動(dòng)測試結果。

可選的5 件套匹配電纜

當BERTScope CR 和BERTScope 誤碼率分析儀一起使用時(shí)，可以使用精確的匹配延遲電纜解決這個(gè)問(wèn)題。該套線(xiàn)纜包含高質(zhì)量、低成本的同軸電纜，非常仔細的彌補了不同相位和延時(shí)。該套線(xiàn)纜由5 根同軸線(xiàn)組成：一對相位匹配電纜用于CR 數據輸入； 一對相位和延時(shí)匹配電纜連接C R 數據輸出和BERTScope誤碼檢測輸入；一個(gè)延時(shí)匹配電纜連接CR時(shí)鐘輸出和BERTScope 的時(shí)鐘輸入。

抖動(dòng)頻譜視圖

抖動(dòng)頻譜圖.?

BERTScope CR 系列選件12GJ，17GJ和28GJ增加了強大的抖動(dòng)測量和分析工具- 抖動(dòng)頻譜圖(Jitter Spectrum)。抖動(dòng)頻譜視圖顯示的是抖動(dòng)幅度隨抖動(dòng)頻率的變化。抖動(dòng)頻譜圖對于定量分析和隔離抖動(dòng)分量是非常有用的工具。非相關(guān)的時(shí)鐘、開(kāi)關(guān)電源和其他非相關(guān)性周期抖動(dòng)的頻率能非常清晰的顯示在抖動(dòng)頻譜圖中。該圖的縱軸單位可以是UI 的百分比或者是時(shí)間。也可選擇線(xiàn)性和對數坐標。

頻率限定測量

頻率限定測試

因為時(shí)鐘恢復跟蹤了串行系統接收端中的較低頻的抖動(dòng)，這樣系統對低頻的抖動(dòng)不是很敏感，相反，對高頻抖動(dòng)非常敏感。在各種規范中，定義了對不同抖動(dòng)頻率分量的敏感度，例如PCIE Gen2。因此，測量Tx端的不同頻率分量的抖動(dòng)變得非常的重要。BERTScope CR系列時(shí)鐘恢復器可以進(jìn)行指定頻率范圍的抖動(dòng)測量。用戶(hù)可以輸入最高、最低抖動(dòng)頻率。最多同時(shí)可以指定3 個(gè)不同的測量頻段。

幫助隔離抖動(dòng)來(lái)源

周期性抖動(dòng)分量和數據是無(wú)關(guān)的，主要來(lái)自于系統時(shí)鐘的耦 合、來(lái)自數據無(wú)關(guān)的走線(xiàn)串擾以及開(kāi)關(guān)電源紋波相關(guān)的抖動(dòng)等等。這些分量在圖中就是某些頻點(diǎn)的峰值。光標測量允許用戶(hù) 快速找到某些疑似干擾的頻點(diǎn)。

占空比相關(guān)抖動(dòng)測量

DCD 數據碼型

DCD 抖動(dòng)測量

抖動(dòng)分量還有一部分是和數據碼型相關(guān)的。DCD(占空比相關(guān)性抖動(dòng))發(fā)生在碼型中連續的比特有不同的長(cháng)度。不同的長(cháng)度可能由于1 或者0 有著(zhù)不同的持續時(shí)間，或者由于使用了子速率(sub-rate clock)時(shí)鐘。例如，一個(gè)半速率時(shí)鐘將使用一個(gè)延時(shí)的上升沿來(lái)鎖存連續比特位中第二個(gè)比特。如果這個(gè)延遲不同于標準的間隔時(shí)間(UI)，那么每?jì)蓚€(gè)比特就是由一個(gè)長(cháng)比特和一個(gè)短比特組成。BERTScope CR系列時(shí)鐘恢復儀直接測量輸入數據的DCD，并在前面板顯示其測量值。

分析抖動(dòng)的強大工具

串行數據信號測量中的總體抖動(dòng)測試提供了對系統性能準確預測的信息。然而，總體抖動(dòng)不能提供太多抖動(dòng)產(chǎn)生的原因。這些信息對于決定接收端對各種抖動(dòng)分量的敏感度是非常重要的，而且對于抖動(dòng)源的定位非常關(guān)鍵。BERTScope CR系列時(shí)鐘恢復儀提供了強大的抖動(dòng)分析能力。

100Gb Ethernet 和OIF-CEI 28G 標準時(shí)鐘恢復

BERTScope CR286A 是為最新出現的高速標準，例如100Gb以太網(wǎng)(100GbE)，速率25.78125Gb/s，而設計的產(chǎn)品。CR286A 最大的速率達到28.6Gb/s 以支持OIF-CEI 28G。這款設備繼承了CR125A 所有的特點(diǎn)，并且獲得過(guò)產(chǎn)品設計大獎，擴展鎖定速率從26 到28Gb/s。

針對低幅度信號的高靈敏度(HS)選件

CR175A 和CR286A 的HS 選件提供了高靈敏度的輸入，最小輸入擺幅40mV(單端)、20mV(差分)。通過(guò)去除功分器而達到最大的動(dòng)態(tài)范圍。HS 選件對于光應用是非常理想的，因為光信號的幅度通常都非常??；或者適用于對靈敏度要求非常高的電測試。提供完全的對信號進(jìn)入CR 能量的控制。

從眼圖已閉合的信號中恢復時(shí)鐘

Bertscope CR系列時(shí)鐘恢復儀能夠從非常惡劣的信號中提取時(shí)鐘。例如：經(jīng)過(guò)71 英寸背板的10Gb/s PRBS-31 碼型，這對于25.78Gb/s超高速的串行應用是十分重要的

BERTScope CR系列內置均衡功能，因此，即使頻率相關(guān)損耗 條件使眼圖完全閉合，進(jìn)而在數據輸入信號中產(chǎn)生ISI 時(shí)，工程師仍能恢復時(shí)鐘。

在高速的應用，ISI 在10Gb/s 的系統中已經(jīng)表現的非常明顯， 對于100GbE，碼速率為25.78125Gb/s，ISI 導致了完全的眼 圖閉合。通過(guò)內置線(xiàn)性均衡功能，您可以使用BERTScope CR 系列恢復時(shí)鐘，同時(shí)滿(mǎn)足設置的環(huán)路帶寬和峰值條件。這可以 輕松觸發(fā)BERTScope 或泰克示波器等下游儀器，同時(shí)仍能滿(mǎn) 足關(guān)心的高速標準中的“黃金PLL”要求。通過(guò)路徑傳送的數 據信號不受時(shí)鐘恢復均衡的影響。

增益和均衡器設置關(guān)系。本圖表明均衡器增益和均衡器在15 和25Gb/s 速率時(shí)設置的大致關(guān)系。在2.5Gb/s時(shí)的最高均衡設置可以對輸入端施加20dB的線(xiàn)型均衡器，使之能夠成功的從數據中恢復時(shí)鐘。該均衡器支持所有數據速率。

性能

CR125A/175A/286A

儀器指標

指標

關(guān)鍵指標

*2?從數據輸入端到數據輸出端。數據率大于12.5Gb/s 使用外部功分器和端接。

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