在測(cè)試系統(tǒng)中,我們還必須知道在ED中時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)的路徑長(zhǎng)度的差異。為了準(zhǔn)確測(cè)量數(shù)據(jù)信號(hào),儀器的設(shè)計(jì)必須使到第一個(gè)D-flip-flop是最短的。時(shí)鐘信號(hào)路徑往往比數(shù)據(jù)信號(hào)路徑更長(zhǎng),因?yàn)樵贓D端后部的電路生成分頻時(shí)鐘。如圖3.4所示,這導(dǎo)致Ct-dff時(shí)間比Dt-dff.更長(zhǎng)。
圖 3.4:ED 中的路徑和時(shí)序
此外,如果具有D-flip-flop的單元,例如預(yù)加重單元,在測(cè)試系統(tǒng)的中間被連接,PPG和預(yù)加重間數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)路徑長(zhǎng)度必須以相同方式確認(rèn)。
圖3.5: PPG和預(yù)加重模塊間的連接和時(shí)序
例如,在預(yù)加重的情況下,PPG 輸出半速率時(shí)鐘至預(yù)加重單元,預(yù)加重單元加倍后變?yōu)槿贂r(shí)鐘。在這種情況下,PPG和預(yù)加重單元間由于使用倍頻半速率時(shí)鐘的電路延時(shí),使得時(shí)鐘傳輸時(shí)延(C-emp)比數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延更大(D-demp)。
在這些情況下,為了在這些設(shè)備間對(duì)齊時(shí)鐘和數(shù)據(jù)的相位,用于連接如CRU和ED、PPG和預(yù)加重單元的線纜長(zhǎng)度,必須考慮到設(shè)備內(nèi)部信號(hào)路徑的差異以進(jìn)行調(diào)整。由于CRU和ED之間的時(shí)鐘路徑由于(Ct–Dt)+(Ct-dff–Dt-dff)更長(zhǎng),因此數(shù)據(jù)線纜必須根據(jù)時(shí)延差來(lái)延長(zhǎng)(圖.3.2和3.4)。相似的,PPG和預(yù)加重單元時(shí)鐘和數(shù)據(jù)可以通過(guò)延長(zhǎng)數(shù)據(jù)路徑來(lái)對(duì)齊(圖.3.5)。
如果抖動(dòng)影響比較小,在ED端時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)絕對(duì)對(duì)齊是沒有必要的。如果在ED中第一個(gè)D-flip-flop中時(shí)鐘和數(shù)據(jù)滿足保持時(shí)間和設(shè)置時(shí)間的條件,便可以進(jìn)行有效測(cè)量。錯(cuò)誤檢測(cè)器有自動(dòng)搜索和其他特性以自動(dòng)調(diào)整數(shù)據(jù)和時(shí)鐘關(guān)系,所以一般情況下,無(wú)需關(guān)注儀器內(nèi)部的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘的關(guān)系。
相似的,如果抖動(dòng)的影響比較小,用戶無(wú)需調(diào)整Anritsu 預(yù)加重單元的相位關(guān)系,因?yàn)槠鋬?nèi)部會(huì)自動(dòng)進(jìn)行時(shí)鐘和數(shù)據(jù)相位的調(diào)整。
接下來(lái),那抖動(dòng)影響比較大的情況如何?如上述,我們無(wú)需考慮在抖動(dòng)影響較小時(shí)的絕對(duì)相位,但是如果抖動(dòng)影響比較大時(shí),測(cè)量系統(tǒng)必須考慮絕對(duì)相位。
接下來(lái)的例子描述了抖動(dòng)帶來(lái)的影響,具體通過(guò)比較將10-Hz,10 UI,正弦抖動(dòng)注入于10-Gbps數(shù)據(jù)信后數(shù)據(jù)交叉點(diǎn)的變化來(lái)觀察。
在50-Ω 傳輸線纜上,電信號(hào)通常以4.75 ns/m 的速度傳輸。這一位這當(dāng)使用示波器進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)測(cè)量時(shí),每改變線纜長(zhǎng)度10cm時(shí),波形位置會(huì)位移475 ps。
10-Gbps 數(shù)據(jù)信號(hào)的每個(gè)周期都是100-ps 長(zhǎng),所以注入10UI抖動(dòng)會(huì)使交叉點(diǎn)在1000ps內(nèi)往返。在這種情況下,數(shù)據(jù)交叉點(diǎn)將移動(dòng)等效于1000 ps x 2的距離,在使用上述4.75 ns/m 的電信號(hào)傳輸速度進(jìn)行轉(zhuǎn)換,這個(gè)長(zhǎng)度相當(dāng)于約42 cm。
接下來(lái),考慮抖動(dòng)調(diào)制速率。10 Hz抖動(dòng)調(diào)制率意味著以10 Hz速率移動(dòng)42 cm (即 每100ms)。相似的,10Mhz 的抖動(dòng)調(diào)制率意味著每100 ns移動(dòng)42 cm距離。換言之,在相同抖動(dòng)下,更快的抖動(dòng)調(diào)制率會(huì)有更大的移動(dòng)距離。
圖 3.6: 1UI 抖動(dòng)下不同抖動(dòng)調(diào)制率示例
現(xiàn)在,考慮時(shí)鐘和數(shù)據(jù)路徑不同的情況(即并相位并非完全對(duì)稱)。
例如,如果時(shí)鐘線纜是1 m,數(shù)據(jù)線纜為50 cm,會(huì)有50cm 的路徑差距。換言之,數(shù)據(jù)信號(hào)會(huì)在發(fā)送后的2.375 ns后被收到,時(shí)鐘信號(hào)會(huì)在發(fā)送后4.75 ns后被收到。通常情況下,接收機(jī)會(huì)考慮到此時(shí)鐘延遲來(lái)調(diào)整相位,以優(yōu)化時(shí)鐘和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。也就是說(shuō),相位的設(shè)置將使上升沿靠近兩個(gè)數(shù)據(jù)交叉點(diǎn)的中心以保證足夠的設(shè)置和保持時(shí)間。
現(xiàn)在,考慮當(dāng)抖動(dòng)注入于同步數(shù)據(jù)并且同時(shí)發(fā)送的時(shí)鐘信號(hào)時(shí)的變化,只關(guān)注由于抖動(dòng)引起的時(shí)鐘上升沿和數(shù)據(jù)交叉點(diǎn)之間關(guān)系的變化。即使在存在抖動(dòng)的情況下,在時(shí)鐘和數(shù)據(jù)同事改變的情況下,并且最佳相位關(guān)系得到保持,那么錯(cuò)誤不會(huì)出現(xiàn)。然而,在數(shù)據(jù)或時(shí)鐘接收路徑包含限制抖動(dòng)分量帶寬的PLL之類的電路,并且抖動(dòng)調(diào)制頻率在電路帶寬之外,會(huì)在接收測(cè)產(chǎn)生錯(cuò)誤。錯(cuò)誤發(fā)生的原因是時(shí)鐘和數(shù)據(jù)中的抖動(dòng)量不同,并且時(shí)鐘和數(shù)據(jù)之間的相位關(guān)系將超過(guò)接收電路的設(shè)置和保持時(shí)間限制。為了描述導(dǎo)致絕對(duì)相位誤差的機(jī)理,該解釋假定測(cè)量系統(tǒng)中沒有帶寬限制電路。