接下來,我們來看看誤碼檢測器的工作方式:誤碼儀中有一個誤碼檢測器,它的預期碼型(如PRBS碼型)可以預先保存在存儲器中或是通過算法生成。通過將預期碼型與接收的碼型進行逐比特比較,它能夠?qū)崟r計算BER。
如果輸入信號是 NRZ 碼型,單個閾值電壓足以檢測輸入信號。閾值電壓設置為 0 V,這是兩個NRZ 跳變時刻的中點。如果采樣電壓高于閾值,它將被解釋為邏輯1;如果采樣電壓低于閾值,它將被解釋為邏輯0。
采樣閾值必須位于 NRZ 眼圖的中點,因此在采樣時刻確定輸入信號電平時不會產(chǎn)生混淆。取決于采樣閾值和采樣點時延〈采樣時刻或時延時刻),可以確定 NRZ 是 1 或是 0。將輸入碼型與預期碼型進行比較,計算出比特誤碼率(BER)。BER 測量實時進行,因為在這個時刻有預期的比特可用于比較。
圖 3 顯示了NRZ誤碼檢測器的質(zhì)量。質(zhì)量取決于它的分辨率和調(diào)整采樣點的精度,以及找到眼圖中心的閾值電平。
圖3:NRZ 誤碼檢測器的采樣點
如果輸入信號是PAM4編碼信號,其誤碼分析是在三個信號眼圖中同時對輸入的PAM4 信號的全部三個閾值進行采樣。
圖4:PAM4電壓閾值
圖4顯示了PAM4信號及其閾值電壓。在除了跳變時刻之外的任何其他時刻,輸入的 PAM4 序列代表電壓電平 0、1、2 或 3。通過對三個電壓閾值同時采樣,各個電壓閾值的邏輯 1 或邏輯 0 狀態(tài)會與PAM4符號和相應的格雷碼對應,然后可以使用查找表成功地實時解碼。表2對操作進行了總結。
表2:PAM4解碼表
例如:如果采樣的閾值電壓為:V高=0,V中=1,V低=1,則輸入符號為PAM4電平2符號。直接的PAM4 符號接收操作至此完成。將其與預期的 PAM4 符號進行比較,計算出比特誤碼率和符號誤碼率測量值。
誤碼率最常用的表示方式為:
誤碼率(BER)= 在平均間隔內(nèi)計讀的出錯比特數(shù)/在平均間隔內(nèi)被傳輸?shù)目偙忍財?shù)
顯然,結果具有長期平均誤碼率的統(tǒng)計特性,而誤碼率與總體中取出的樣本量有關。實際測試時,可以選擇誤碼統(tǒng)計間隔,如100ms,10ms,1s等,誤碼數(shù)以實際發(fā)生的誤碼比特或誤碼符號統(tǒng)計計數(shù),而誤碼間隔分析則以選擇的統(tǒng)計間隔內(nèi)出現(xiàn)一個或多個誤碼比特/誤碼符號為一個誤碼間隔。
④ 獨特的誤碼分析功能
一般的誤碼儀中,誤碼的測試結果通常為測量時間內(nèi)總的誤碼數(shù)和平均誤碼率,可以反映被測系統(tǒng)或設備的數(shù)字信號傳輸特性,作為最終驗收結果是沒有任何問題的。但是,在被測系統(tǒng)或設備的研發(fā)過程中,僅有這樣的誤碼數(shù)或誤碼率超標的結果,研發(fā)工程師是無所適從的,他要重新檢查確認設計的每個環(huán)節(jié),以查找到造成誤碼超標的原因,費時費力,增加了研發(fā)時間和成本。安立公司的誤碼儀MP1900A在上述結果的基礎上,增加了獨特的誤碼分析功能。
一種誤碼分類方法是Insertion/Omission(結果顯示INS/OMI)
Insertion(插入)誤碼: 發(fā)送比特是0,接收比特是1 的誤碼
Omission(遺漏)誤碼: 發(fā)送比特是1,接收比特是0 的誤碼
下圖直觀地顯示Insertion/Omission誤碼分類統(tǒng)計方法。
圖5 誤碼檢測(總數(shù), Insertion和Omission 誤碼)
另一種分類方法是Transition/Non Transition(結果顯示Transition/NonTransition)
Transition誤碼(轉(zhuǎn)換誤碼):統(tǒng)計發(fā)生在跳變比特的誤碼
NonTransition誤碼(非轉(zhuǎn)換誤碼):統(tǒng)計發(fā)生在非跳變比特的誤碼
下圖直觀地顯示Transition/Non Transition誤碼分類統(tǒng)計方法。
圖6 誤碼檢測(總數(shù),Transition和NonTransition 誤碼)