Wie man Jitter bei Hochgeschwindigkeitsserien mithilfe der Taktrückgewinnung misst

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Hochgeschwindigkeits-Seriell-Jitter messen

Für serielle Jittermessungen bei hohen Übertragungsgeschwindigkeiten wird eine mit den Messdaten synchrone Taktreferenz benötigt. Stellt das Prüfobjekt (DUT) keinen separaten Takt bereit, kann eine elektrische Taktrückgewinnungseinheit den Takt direkt aus dem seriellen Datenstrom gewinnen und die für ein Abtastoszilloskop benötigte Referenz bereitstellen. Ein Mikrowellen-Abgriff leitet einen Teil des seriellen Signals an den Taktrückgewinnungseingang, während der Rest dem Oszilloskopkanal zugeführt wird. Die Ingenieure konfigurieren die Eingangsdatenrate und die Eigenschaften der Taktrückgewinnungsschleife und synchronisieren den gewonnenen Takt mit den eingehenden Daten. Der gewonnene Takt wird an den Trigger-Eingang des Oszilloskops angeschlossen, sodass das Gerät die serielle Wellenform erfassen und analysieren kann. Diese Messanordnung unterstützt sowohl NRZ- (Non-Return-to-Zero) als auch PAM4-Signale (Pulsamplitudenmodulation mit vier Pegeln) und bietet somit eine praktische Methode zur Bewertung des Timingverhaltens serieller Daten bei hohen Übertragungsgeschwindigkeiten, wenn vom Prüfobjekt kein geeignetes Taktsignal bereitgestellt wird.

Genaue Jittermessungen mit einem wiederhergestellten Takt erfordern eine korrekte Schleifenkonfiguration und die Einhaltung der Timing-Beziehung zwischen Takt- und Datenpfad. Ingenieure verwenden Abtastoszilloskope mit Jitteranalysefunktion, um Timing-Schwankungen zu untersuchen und gleichzeitig die Eigenschaften der Taktrückgewinnungsschleife für die Messung anzupassen. Unterschiede in den Laufzeiten zwischen Takt und Datenpfad können, insbesondere bei niedrigen Frequenzen, zu einer Entkorrelation des Jitters führen, was geschlossene Augendiagramme und eine reduzierte Messgenauigkeit zur Folge hat. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, verwenden Ingenieure phasenangepasste Kabel und Verzögerungsleitungen, um die Timing-Unterschiede zwischen dem wiederhergestellten Takt und den Messdaten zu minimieren. Die Anpassung der Bandbreite der Taktrückgewinnungsschleife unter Beobachtung der Jitter-Ergebnisse hilft festzustellen, ob eine zusätzliche Pfadanpassung erforderlich ist. Die Jitter-Spektrumanalyse liefert weitere Einblicke in die Beiträge des niederfrequenten Jitters und kann helfen, die Auswirkungen von Timing-Beeinträchtigungen auf die Messgenauigkeit zu bewerten.

Hochgeschwindigkeits-Seriell-Jitter-Messlösung

Um seriellen Jitter bei hohen Übertragungsgeschwindigkeiten mittels Taktrückgewinnung zu messen, wird das Ausgangssignal des Prüflings (DUT) aufgeteilt, sodass die gleichen seriellen Daten sowohl den Messkanal des Oszilloskops als auch den Eingang für die elektrische Taktrückgewinnung ansteuern. Der wiederhergestellte Takt dient dann als Zeitreferenz. Die elektrischen Taktrückgewinnungssysteme von Keysight unterstützen elektrische NRZ- und PAM4-Signale und bieten eine einstellbare Bandbreite und einen einstellbaren Peak-Wert der Taktrückgewinnungsschleife. Sobald die Synchronisation mit der gewählten Symbolrate hergestellt ist, kann der wiederhergestellte Takt ein Oszilloskop triggern, während die serielle Wellenform zur Jitteranalyse erfasst wird. Jitter innerhalb der Bandbreite der Rückgewinnungsschleife wird vom wiederhergestellten Takt erfasst und in einer Messung relativ zu dieser Referenz reduziert; höherfrequente Zeitabweichungen außerhalb der Schleifenbandbreite bleiben in den Daten sichtbar. Eine optionale Jitter-Spektrumanalyse ermöglicht die Untersuchung der Zeitkomponenten im Frequenzbereich und kann helfen, Ursachen für übermäßigen Jitter zu identifizieren. Das System unterstützt Jitter- und Augenwinkelmessungen serieller Daten, wenn der Prüfling keinen separaten synchronen Takt bereitstellt.

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