分析PLL带宽对高速串行数据眼 测试结果的影响

如何设置PLL带宽

DPOJET软件是泰克最近推出的专门运行在DPO7000及DPO/DSA70000上的眼图和抖动分析软件，该软件将TDS RT-EYE和TDSJIT3集成在一起，不仅保留了原来所有的核心算法，而且极大提高了测试速度和易操作性。该软件除了完全保留原来TDSJIT3和RT-EYE所有功能以外，还增加了信号Period/Freq和Amplitude等相关项目的直接测试功能。软件界面如图6所示。

图6：DPOJET界面示意图。

通常来说，较多的采集样本可以得到更加准确的串行数据测试结果：较多的样本数可以使测量结果更为精确，尤其是低频分量(如扩频时钟，低频抖动等)和高频分量同时存在的测试，更加需要高采样率、长捕获时间的采样数据为基础。以DSA71254/716004/72004这几款典型的高性能的示波器为例，可以提供全部四条通道上每通道200M记录长度，并且可以在任何采样率最高达50GS/S下工作，完全符合最新的如PCI-Express2.0 5Gb/s测试规范里的至少一次捕获1M UI进行眼图分析的要求。

串行数据分析中的另一个重要问题是：应该使用什么时钟作为眼图、抖动分析等的参考信号？由于测试串行数据的目的是得到“以接收端的眼光看到的该信号的质量”，所以以接收端的时钟恢复方法获得参考时钟是串行信号分析是否准确的一个关键点。DPOJET使用软件算法进行时钟恢复，可以灵活方便地设置各种参数，并且支持包括一阶锁相环和二阶锁相环在内的多种时钟恢复方式。因此可以支持当前业界广泛应用的各种串行数据，同时支持对各种串行数据CDR设置符合标准的带宽或者任意带宽。内含符合标准的分析模块包括PCI-Express，FB-DIMM，InfiniBand，SATA/SAS，GBE，XAUI，Fiber Channel等。对于未来的串行数据标准也可以通过设置用户自定义软件时钟恢复进行眼图分析。

DPOJET软件里还集成了泰克实时示波器抖动分析软件TDSJIT3的核心抖动分析算法。值得一提的是，泰克DPOJET软件内含的的抖动算法提供了抖动频谱图，可以对各个抖动根源作清晰的区分和量化分析，帮助设计者和调试者快速找到问题的根源，如图7所示。

图7：时间间隔误差频谱图。

如果进行眼图或者抖动分析，选择Configure可以对串行数据进行配置，包括被测信号源(Source)，参考电平(Ref Levels)，时钟恢复(Clock Recovery)，抖动(Jitter)等各参数进行配置。本文主要针对时钟恢复(Clock Recovery)作重点介绍。图8是时钟恢复的配置界面。

图8：串行数据PLL带宽标准配置示意图。

在Clock Recovery Method下拉菜单下可以选择标准PLL带宽，然后在右下边对应标准下即“Standard：b/s”选择对应的标准。也可以选择用户自定义带宽，点击PLL-Custom BW输入框，然后可以输入任意的PLL带宽，从而实现任意PLL带宽的时钟恢复功能。另外也可以选择PLL Model为Type I或Type II，即选择一阶或者二阶锁相环。

图9：DPOJET自定义PLL带宽示意图。

不同PLL带宽对眼图测试结果的影响

下面以一个GBE实测结果为例，介绍设置不同PLL带宽产生的眼图测试差异。

首先将PLL带宽按照标准设为635kHz，得到的眼图如图10。可以看到眼图已经完全模糊，显示抖动很大。

图10：PLL BW=635kHz，标准带宽设置得到的眼图。

如果将PLL设为1500kHz，得到的眼图如图11，可以看到PLL带宽提高到1500kHz后，传递出去的抖动减小，得到的眼图相对清晰许多，水平方向眼睛已经能基本张开。

图11：PLL BW=1500kHz时的眼图。