高速信号抖动测试解决方案

文章摘要：概述在高速传输的数字系统或是通讯系统当中，将信号完整无缺地从传送到目的地为其首要目标。信号在传输的过程当中因为传输线的损失、系统的噪声，以及不可避免的人为因素，常使得信号失真，而传输抖动之现象，乃是今日研究之重要课题。在大都会之骨干网络当中，为了提升传输系统误码率之质量，通常会以低噪声的前置放大器作为降低噪声以及抖动的方法之一。通常随着抖动量之增加，系统误码率便会提升。所以如何从正确地分析抖动之特性以及对传输系统所造成之影响为本文所讨论之重点。安捷伦提供了一系列之抖动测试解决方案，使得用户能在准确而快速的状况下取得适合的数据，亦能提供详细之报表以作分析之用。本文将以眼图作为抖动量测之开端，从抖

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概述

在高速传输的数字系统或是通讯系统当中，将信号完整无缺地从传送到目的地为其首要目标。信号在传输的过程当中因为传输线的损失、系统的噪声，以及不可避免的人为因素，常使得信号失真，而传输抖动之现象，乃是今日研究之重要课题。在大都会之骨干网络当中，为了提升传输系统误码率之质量，通常会以低噪声的前置放大器作为降低噪声以及抖动的方法之一。通常随着抖动量之增加，系统误码率便会提升。所以如何从正确地分析抖动之特性以及对传输系统所造成之影响为本文所讨论之重点。安捷伦提供了一系列之抖动测试解决方案，使得用户能在准确而快速的状况下取得适合的数据，亦能提供详细之报表以作分析之用。本文将以眼图作为抖动量测之开端，从抖动之基本定义来分析抖动对于整体传输系统之影响。图一为大都会网络传输概念图。

图一 大都会网络传输系统

定义
任何数字传输系统必定存在两种构成要素，一是本质数字信号（ Deterministic Digital Signal），另一则是时钟信号（ Clock Signal）。时钟信号又分为标准时钟信号（Standard Clock）及依附时钟信号（Embedded Clock）。所谓的抖动现象，乃是指本质数字信号与时钟信号所产生的一种相位差，亦可看做是一种相位调变信号。而在这时候，时钟信号所扮演的是一种标准之参考信号。这种时间差的相位变化，经过了一段时间可能形成一种周期性的正弦调变现象，而将其称之为时域抖动现象，如图二所示：

图二 抖动形成示意图

抖动的形成通常我们会使用取样示波器（Sampling Scope）来撷取其眼图（Eye Diagram），根据眼图之基本特性，来观察其系统是否超过应有遵循之规范由图三可知，从交叉点（Crossing Poin）的宽度，即可得知抖动的大小。一般来说，在传输系统中发射端能产生多少抖动，以及接收端能承受多大范围之抖动，都必须要有明确的规范与定义。

图3-1 取样示波器下之眼图

图3-2 规范眼图之屏蔽

所以通常通讯规范组织会定义出一种屏蔽（Mask）来判定此通讯系统是否通过该传输协议下之规范。另外，解析抖动之精准度也和仪器以及系统之带宽有极大之关系，首先要定义出抖动传函（Jitter Transfer）之关系图如图四所示：

图四 抖动传函示意图

抖动传函之定义就好比放大器之频率响应一般，即是输出之抖动大小和输入之抖动大小之比值对应抖动频率之关系示意图。若一传输系统或是量测仪表之抖动传函带宽越大，则解析抖动之能力越佳。

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