泰克BERTScope? 時(shí)鐘恢復(fù)&時(shí)鐘恢復(fù)儀器

主要特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)

• 儀器級的時(shí)鐘恢復(fù)設(shè)備

• 150Mb/s 到28.6Gb/s 連續(xù)可調(diào)的時(shí)鐘恢復(fù)，覆蓋下一代IO標(biāo)準(zhǔn)，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(diào)環(huán)路帶寬；支持USB3.0、SATA 6G和PCIe3.0中24MHz帶寬抖動傳遞函數(shù)(JTF)測試

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

• 可調(diào)的峰值、一階或二階滾降能力

• 通過USB 接口同BERTScope 集成在一起；或者單獨(dú)使用，提供PC 遠(yuǎn)控軟件

• DC 耦合的數(shù)據(jù)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(nèi)建均衡器能夠從帶有嚴(yán)重ISI 數(shù)據(jù)中恢復(fù)時(shí)鐘

• 數(shù)據(jù)測量能力

• 邊沿密度測量：確定被測信號的邊沿密度

• SSC(擴(kuò)頻時(shí)鐘)波形、dF/dt 的觀測

• 適合測試帶有大的頻率偏移的SSC 應(yīng)用

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

• 可選的“頻譜分析”視圖，使用光標(biāo)測量抖動幅度和頻率

• 用戶可設(shè)定測量抖動頻率限定，進(jìn)行帶限的抖動分析

• 預(yù)設(shè)PCI Express Gen2 抖動頻率限定

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

• 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(fù)- 這 個(gè)選件沒有DC 耦合的數(shù)據(jù)通路

應(yīng)用

• 設(shè)計(jì)/ 驗(yàn)證高速IO 組件和系統(tǒng)

• 信號完整性分析

• 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行數(shù)據(jù)流認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘恢復(fù)

許多標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在都制定了抖動測試必須在從數(shù)據(jù)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(yīng)峰值。

基于BERTScope CR系列時(shí)鐘恢復(fù)儀的先進(jìn)構(gòu)架，能夠測量和顯示PLL的頻率響應(yīng)從100kHz到12MHz，是目前市場上可供抖動測量的最高的環(huán)路帶寬；同時(shí)也是第一款允許用戶自由設(shè)定環(huán)路帶寬、峰值/ 阻尼和滾降的時(shí)鐘恢復(fù)設(shè)備。

研發(fā)和測試工程師現(xiàn)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(fù)出全速率的時(shí)鐘，包括帶SSC的時(shí)鐘，支持的數(shù)據(jù)率從150Mb/s 到12.5Gb/s，14.2Gb/s 以上需要擴(kuò)展數(shù)據(jù)率選項(xiàng)。用戶能夠完全控制關(guān)鍵的參數(shù)，可變的環(huán)路帶寬、峰值/ 阻尼和一階、二階的滾降，優(yōu)化抖動跟蹤。

BERTScope CR能夠和BERTScope 誤碼率分析儀無縫結(jié)合起來進(jìn)行 工作- 通過USB 接口將CR 和分析儀連接起來一起使用。上圖所示的 截圖是當(dāng)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(guī)范要求使用黃金鎖相環(huán)( Golden PLL ) 。控制BERTScope CR的可變環(huán)路帶寬可以控制傳輸?shù)捷敵鰰r(shí)鐘的抖動。當(dāng)環(huán)路帶寬設(shè)置比較小，更多的高頻抖動從時(shí)鐘中濾除。當(dāng)希望輸出時(shí)鐘抖動最小，那么可以將環(huán)路帶寬設(shè)置為最窄。當(dāng)環(huán)路帶寬設(shè)置較大，抖動將傳遞到輸出的時(shí)鐘上，模擬在Rx芯片中CDR 的工作狀況。每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都提供了一個(gè)最佳的環(huán)路帶寬設(shè)定值，通常稱之為黃金鎖相環(huán)(Golden PLL)。

為測試高速串行總線恢復(fù)擴(kuò)頻時(shí)鐘信號(SSC)

SSC(擴(kuò)頻時(shí)鐘)技術(shù)在串行總線標(biāo)準(zhǔn)中使用到越來越廣泛。當(dāng)使用SSC時(shí)， 雖然很難跟蹤的上，但是其對系統(tǒng)的影響必須要考慮在內(nèi)。BERTScope CR系列儀器能夠準(zhǔn)確的跟蹤最大頻偏到5000ppm 的SSC，使得它在所有時(shí)鐘恢復(fù)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(biāo)準(zhǔn)，從帶SSC 的數(shù)據(jù)中恢復(fù)出時(shí)鐘信號。

擴(kuò)頻時(shí)鐘是一種低頻的調(diào)制(30~33KHz)，例如，對于3Gb/s的信號會造成225UI(單位時(shí)間間隔)的偏移。當(dāng)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(bǔ)BERTScope 誤碼率分析儀和SSC 信號之間的5ns 的延時(shí)，避免抖動被放大。

帶有SSC 的信號通過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(jiān)測。當(dāng)使用低帶寬實(shí)時(shí)示波器時(shí)，如上圖下方的波形，能夠觀測到SSC的調(diào)制輪廓線。上方的波形顯示的是輸入數(shù)據(jù)和輸出時(shí)鐘的相位差。

觀察和測量SSC 調(diào)制

SSC 調(diào)制曲線上過大的噪聲，可能對Rx 端CDR 正常工作造成一定的影響，導(dǎo)致誤碼產(chǎn)生。

BERTScope CR系列儀器還能夠允許觀測和測量系統(tǒng)中的SSC調(diào)制。SSC調(diào)制的問題能夠?qū)е聲r(shí)鐘的偏離超過信道或接收機(jī)的能力。過快的變化使得Rx端CDR無法跟蹤，經(jīng)常導(dǎo)致誤碼。相反地，如果調(diào)制周期過長，時(shí)鐘頻率長時(shí)間不變，可能會導(dǎo)致系統(tǒng)EMI 過大。

比較干凈的SSC 調(diào)制

SSC 波形試圖提供了經(jīng)過校準(zhǔn)的SSC 調(diào)制，允許用戶立即看到SSC調(diào)制是否存在問題。縱軸表示著載波偏離，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(dǎo)致的EMI問題，一些新的串行標(biāo)準(zhǔn)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(shù)測量。

用戶界面

該儀器可以單獨(dú)使用，或者配合BERTScope 使用。無論使用的熟練程度如何，其使用的簡單性和準(zhǔn)確性得到用戶的一致認(rèn)可。和BERTScope 的完美結(jié)合，使得時(shí)鐘恢復(fù)儀同分析設(shè)備無縫的兼容在一起，共享相同的用戶界面。通過一根USB 電纜和高質(zhì)量的射頻同軸電纜將兩種設(shè)備連接在一起-這是開始測量前所有的要求。BERTScope 自動檢測到時(shí)鐘恢復(fù)器，可以直接在Analyzer上面進(jìn)行設(shè)置。就是這么簡單。同樣的設(shè)置信息也能在CR的前面板上立即顯示出來，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(tǒng)使得用戶非常清楚、直觀的明確影響當(dāng)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描繪出環(huán)路帶寬響應(yīng)和反向響應(yīng)曲線。-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USB 電纜連接，在PC 上安裝軟件來控制CR。另外，CR可以通過前面板的按鍵直接控制。秉承BERTScope家族產(chǎn)品的一貫的簡單易用的風(fēng)格，CR 能提供你所需的最多的信息。對于簡單的一致性測試驗(yàn)證，正確的參數(shù)信息按照標(biāo)準(zhǔn)要求自動設(shè)置即可。然而，如果用戶想探索設(shè)計(jì)的極限性能，例如當(dāng)系統(tǒng)抖動構(gòu)成是非常重要的時(shí)候，CR 能輕易的完成各種參數(shù)的控制。時(shí)鐘恢復(fù)在這個(gè)例子中起到非常關(guān)鍵的作用，模擬過大的峰值對理解系統(tǒng)對抖動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峰值，而不是簡單的一致性測試，如果需要，允許超過10dB 的抖動增益。

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

數(shù)據(jù)和恢復(fù)時(shí)鐘路徑延遲匹配的重要性

時(shí)鐘恢復(fù)環(huán)路帶寬vs 數(shù)據(jù)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(qū)域中是經(jīng)過環(huán)路帶寬校準(zhǔn)的。

當(dāng)從帶有SSC調(diào)制數(shù)據(jù)中恢復(fù)時(shí)鐘時(shí)，或是數(shù)據(jù)帶有大量周期性抖動時(shí)，確保數(shù)據(jù)和通過BERTScope CR恢復(fù)出的時(shí)鐘之間的延遲匹配是至關(guān)重要的。數(shù)據(jù)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(yīng)的額外延時(shí)。如果沒有匹配，對于高數(shù)據(jù)率信號，這個(gè)延時(shí)會導(dǎo)致上百甚至上千個(gè)UI的延時(shí)，會減小眼圖時(shí)序的裕量、增加誤碼率、過高抖動測試結(jié)果。

可選的5 件套匹配電纜

當(dāng)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)問題。該套線纜包含高質(zhì)量、低成本的同軸電纜，非常仔細(xì)的彌補(bǔ)了不同相位和延時(shí)。該套線纜由5 根同軸線組成：一對相位匹配電纜用于CR 數(shù)據(jù)輸入； 一對相位和延時(shí)匹配電纜連接C R 數(shù)據(jù)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。

抖動頻譜視圖

抖動頻譜圖.?

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

頻率限定測量

頻率限定測試

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

幫助隔離抖動來源

周期性抖動分量和數(shù)據(jù)是無關(guān)的，主要來自于系統(tǒng)時(shí)鐘的耦 合、來自數(shù)據(jù)無關(guān)的走線串?dāng)_以及開關(guān)電源紋波相關(guān)的抖動等等。這些分量在圖中就是某些頻點(diǎn)的峰值。光標(biāo)測量允許用戶 快速找到某些疑似干擾的頻點(diǎn)。

占空比相關(guān)抖動測量

DCD 數(shù)據(jù)碼型

DCD 抖動測量

抖動分量還有一部分是和數(shù)據(jù)碼型相關(guān)的。DCD(占空比相關(guān)性抖動)發(fā)生在碼型中連續(xù)的比特有不同的長度。不同的長度可能由于1 或者0 有著不同的持續(xù)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)的上升沿來鎖存連續(xù)比特位中第二個(gè)比特。如果這個(gè)延遲不同于標(biāo)準(zhǔn)的間隔時(shí)間(UI)，那么每兩個(gè)比特就是由一個(gè)長比特和一個(gè)短比特組成。BERTScope CR系列時(shí)鐘恢復(fù)儀直接測量輸入數(shù)據(jù)的DCD，并在前面板顯示其測量值。

分析抖動的強(qiáng)大工具

串行數(shù)據(jù)信號測量中的總體抖動測試提供了對系統(tǒng)性能準(zhǔn)確預(yù)測的信息。然而，總體抖動不能提供太多抖動產(chǎn)生的原因。這些信息對于決定接收端對各種抖動分量的敏感度是非常重要的，而且對于抖動源的定位非常關(guān)鍵。BERTScope CR系列時(shí)鐘恢復(fù)儀提供了強(qiáng)大的抖動分析能力。

100Gb Ethernet 和OIF-CEI 28G 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘恢復(fù)

BERTScope CR286A 是為最新出現(xiàn)的高速標(biāo)準(zhǔn)，例如100Gb以太網(wǎng)(100GbE)，速率25.78125Gb/s，而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。CR286A 最大的速率達(dá)到28.6Gb/s 以支持OIF-CEI 28G。這款設(shè)備繼承了CR125A 所有的特點(diǎn)，并且獲得過產(chǎn)品設(shè)計(jì)大獎，擴(kuò)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)。通過去除功分器而達(dá)到最大的動態(tài)范圍。HS 選件對于光應(yīng)用是非常理想的，因?yàn)楣庑盘柕姆韧ǔ６挤浅Ｐ。换蛘哌m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(fù)時(shí)鐘

Bertscope CR系列時(shí)鐘恢復(fù)儀能夠從非常惡劣的信號中提取時(shí)鐘。例如：經(jīng)過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(yīng)用是十分重要的

BERTScope CR系列內(nèi)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(shù)據(jù)輸入信號中產(chǎn)生ISI 時(shí)，工程師仍能恢復(fù)時(shí)鐘。

在高速的應(yīng)用，ISI 在10Gb/s 的系統(tǒng)中已經(jīng)表現(xiàn)的非常明顯， 對于100GbE，碼速率為25.78125Gb/s，ISI 導(dǎo)致了完全的眼 圖閉合。通過內(nèi)置線性均衡功能，您可以使用BERTScope CR 系列恢復(fù)時(shí)鐘，同時(shí)滿足設(shè)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 足關(guān)心的高速標(biāo)準(zhǔn)中的“黃金PLL”要求。通過路徑傳送的數(shù) 據(jù)信號不受時(shí)鐘恢復(fù)均衡的影響。

增益和均衡器設(shè)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(shè)置的大致關(guān)系。在2.5Gb/s時(shí)的最高均衡設(shè)置可以對輸入端施加20dB的線型均衡器，使之能夠成功的從數(shù)據(jù)中恢復(fù)時(shí)鐘。該均衡器支持所有數(shù)據(jù)速率。

性能

CR125A/175A/286A

儀器指標(biāo)

指標(biāo)

關(guān)鍵指標(biāo)

*2?從數(shù)據(jù)輸入端到數(shù)據(jù)輸出端。數(shù)據(jù)率大于12.5Gb/s 使用外部功分器和端接。

泰克BERTScope? 時(shí)鐘恢復(fù)&時(shí)鐘恢復(fù)儀器