技术简介抖动分析使用的时钟恢复方法MichaelSchnecker抖动测量是串行数据系统分析和认证中的关键要素。由于当前许多设计中的符号速率通常要超过2.5Gb/s，因此准确地检定抖动正变得更加重要。参考时钟是所有抖动测量的核心，必须针对这个参考时钟测量符号定时。在理想情况下，会有这样一个时钟；但在实践中，通常没有这样的时钟。因此，必须从被测信号中恢复参考时钟。恢复这一时钟使用的方法对测得的抖动有着直接影响。串行数据标准如PCIExpress™和串行ATA解决了这个问题，它们不仅定义了抖动，还定义了推导测量结果使用的具体时钟恢复方法。选择的时钟恢复方法影响着追踪能力及可以测量的抖动总量。抖动测量系统中灵活的时钟恢复不仅有助于满足特定标准要求，还提供了强大的分析工具，可以预测实际接收机的性能。时钟恢复图1是串行数据接收机的基本方框图。接收机检测数据流的跳变，在本文中假设为NRZ。时钟恢复方框通过使用锁相环(PLL)把时钟信号锁相到数据跳变，从数据边沿中导出采样时钟。PLL操作生成一个时钟，其抖动与数据的抖动相同，以支持位速率的长期变化，但它允许传送短期变化。恢复的采样时钟上出现的抖动速率由PLL反馈环路的低通滤波器确定。这一设计允许接收机不受长时间内平均位速率相对较大变化的影响。检测器使用恢复的时钟，定位符号边界，在符号的标称中心(单位间隔或UI)对电压采样，确定存在电平1或0。通过时钟恢复电路传送的抖动包含随机成分和确定性成分。发射机抖动使用锁相环恢复定时参考，分析发射机定时抖动。在这方面，抖动测量系统的行为与串行数据接收机类似。数据流与恢复的时钟之间的相位误差在抖动分析函数中分析。相位误差代表着用来调节VCO频率，以追踪被测信号符号速率的控制信号。这种相位误差实际上是参考时钟和数据跳变之间的抖动。图1.串行数据接收机方框图。时钟恢复函数生成一个采样时钟，追踪数据流中的抖动。[图示内容：]serialdatasignal(NRZ):串行数据信号(NRZ)detector:检测器de-serializer:解串行器paralleldataout:并行数据输出phasedetector:相位检测器lowpassfilter:低通滤波器图2.抖动测量系统。时钟恢复函数与串行数据接收机中使用的类似，其中包括一个低通滤波器和VCO。分析控制环路反馈路径中的相位误差信号，测量数据流中的定时抖动。[图示内容：]serialdatasignal(NRZ):串行数据信号(NRZ)phasedetector:相位检测器phaseerror:相位误差jitteranalysisfunction:抖动分析函数lowpassfilter:低通滤波器可以使用下面的公式，使用Laplace变换符号描述稳态相位误差：(1)公式(1)中的函数H(s)是图2中反馈路径内的低通滤波器。分母中的极性(H(s)/s)从相位转换成VCO中的频率。我们选择低通滤波器，在锁相环中提供所需的属性。这种滤波器同时影响着测量系统的追踪特点和抖动转函。时钟恢复滤波选项有多个选项可以配置PLL环路滤波器。常用的黄金PLL在反馈路径中采用简单的比例系数。多种标准规定在抖动测量中使用这类滤波器，包括光纤通道标准。可以使用H(s)=wc的滤波函数，实现单极环路滤波器。误差信号的公式如下：(2)其中截止频率由ωc确定。许多串行数据标准使用扩频时钟控制辐射。扩频时钟(SSC)在较小的范围内低速调制符号速率。一般来说，扩频速率是30kHz，位速率的峰值偏差是–0.5%。存在SSC时的信号速率可以视为线性频率位移随时间变化(f=f0+Ct)。信号相位是频率的积分；因此SSC得到一个随t2变化的相位。假设频率变化在t=0时间上开始，相位的Laplace变换采用下面的公式：(3)常数C是信令频率的变化速率，通过在s接近se(s)的0时得到极限，可以确定稳态误差。(4)这个极限用公式(4)表示，表明误差随着时间持续增加(在s接近0时为无穷大)。在实践中，滤波器中充分高的截止频率会在较长、但有限的观测周期内保持较小的误差。测量扩频时钟信号的更好的选项是在原点有一个电极的二阶滤波器。这类滤波器追踪稳态扩频，公式如下：(5)与这个滤波器有关的误差函数是：(6)通过把公式(3)代入(6)，得到公式(4)中的极限，可以得到稳态误差。极限为：(7)在这种情况下，稳态误差是恒定的，因此环路以固定的相位偏置追踪SSC。由于这种属性，串行A...
