隨著數(shù)據(jù)速率的不斷提高，高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)的時(shí)序冗余度越來越小。要確保接收端采集到的串行數(shù)據(jù)信號有效和穩(wěn)定，工程師要熟知各種抖動(dòng)分量，尤其是他們對數(shù)據(jù)有效時(shí)間窗口的影響。目前主要使用示波器捕獲和查看波形的抖動(dòng)。SDS7000A提供抖動(dòng)分析測量選件，以各種方式顯示抖動(dòng)，還可以將各種抖動(dòng)分量分離出來。

抖動(dòng)是指隨時(shí)間變化的信號對其當(dāng)時(shí)理想位置的偏離，往往又被稱作時(shí)間間隔誤差（TIE），以每個(gè)周期點(diǎn)的累計(jì)時(shí)間值相對當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的理想值偏差為樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，這個(gè)時(shí)間偏差算法呈現(xiàn)累積效應(yīng)，是一個(gè)積分運(yùn)算，可以反映出信號的長期抖動(dòng)。目前大部分高速串行總線都采用嵌入式時(shí)鐘，嵌入式時(shí)鐘必須由接收端進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)之后才能查看。對含有嵌入式時(shí)鐘的串行總線數(shù)據(jù)信號執(zhí)行抖動(dòng)分析，要求示波器必須能夠從數(shù)據(jù)信號中恢復(fù)時(shí)鐘。抖動(dòng)分析選件中的軟件算法可以完成這一任務(wù)。其方法是創(chuàng)建一個(gè)虛擬時(shí)鐘，以仿真串行數(shù)據(jù)總線接收端的時(shí)鐘恢復(fù)。示波器以此恢復(fù)時(shí)鐘為參考，對采集到示波器存儲器中的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行逐個(gè)邊沿對齊，完成 TIE 測量。

實(shí)際上，我們常常將眼圖和抖動(dòng)分析放在一起來說，這是因?yàn)樗麄兊姆治龇绞绞穷愃频模际窍冗M(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)，然后再以此恢復(fù)時(shí)鐘作為參考來對波形進(jìn)行分析。他們的不同之處在于，示波器的眼圖中只能分析總的抖動(dòng)，也就是TIE，但是在抖動(dòng)分析的功能中，我們可以把不同的抖動(dòng)分量分解出來，從而得到RJ、DCD、PJ等分量，更好的對信號進(jìn)行分析。

抖動(dòng)的分解

使用SDS7000A進(jìn)行抖動(dòng)分析

在抖動(dòng)分解中SDS7000A支持繪制浴盆曲線。浴盆曲線的橫坐標(biāo)是時(shí)間，范圍是一個(gè)周期；縱坐標(biāo)是誤碼率。浴盆曲線表征的是眼睛在水平方向上的開合程度與誤碼率的關(guān)系，浴盆的“盆底”即對應(yīng)的誤碼率下眼睛的張開程度。

阻抗測試

對于高速信號而言，阻抗匹配是一個(gè)非常值得關(guān)注的點(diǎn)，阻抗不匹配帶來的反射會(huì)在接收機(jī)處產(chǎn)生噪聲。因此，我們常使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀來進(jìn)行阻抗分析，從而反映多重反射引起的噪聲。

對于PCB板上的走線，我們同樣可以使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀搭配TDR探頭進(jìn)行測試。相較于示波器+信號發(fā)生器的TDR方案，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀能夠在較高的頻率下進(jìn)行測試，并且信號注入可以選擇探頭的方式，測試場景更加靈活。

阻抗不匹配，特別是差分電路中，對于信號質(zhì)量的影響很大。如圖為相同的DUT發(fā)送PAM3差分信號，粉色跡線為兩根差分線良好匹配時(shí)接收到的信號，黃色為不完全匹配，可以明顯看出，黃色跡線的過沖和欠幅非常明顯。

不同的匹配情況下差分線的信號質(zhì)量

我們在測試差分阻抗時(shí)，可以使用網(wǎng)絡(luò)分析儀的TDR功能來測試單端走線阻抗，也可以直接測試差分阻抗。

使用TDR探頭進(jìn)行測試

頻域測試

高速信號沿著PCB上的導(dǎo)線進(jìn)行傳輸時(shí)，實(shí)質(zhì)上是按照電磁波的方式在傳播，在整個(gè)傳輸路徑上能量存在于隨時(shí)間交替變化的電場和磁場中。在實(shí)際的應(yīng)用中，電磁場能量并不限制在傳播導(dǎo)線內(nèi)，有相當(dāng)一部分的磁場能量存在于導(dǎo)線之外，當(dāng)高速信號沿著某一根導(dǎo)線傳播時(shí)，其電場和磁場將通過某種方式耦合到其他線路內(nèi)，當(dāng)這種耦合的電磁場強(qiáng)度達(dá)到一定量時(shí)會(huì)產(chǎn)生無法預(yù)期的信號，這樣就導(dǎo)致了串?dāng)_和電磁輻射，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對原信號的傳輸質(zhì)量產(chǎn)生影響。

我們可以使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行信號鏈路的串?dāng)_測試，并且在測試開始之前設(shè)置極限值，從而完成自動(dòng)化測試。當(dāng)PCB走線過長，或者速率很高時(shí)，近端串?dāng)_是需要考慮的點(diǎn)。在測試差分信號時(shí)，可以使用四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測試，也可以使用巴倫轉(zhuǎn)化成單端信號再進(jìn)行測試。