Современная электроника №5/2019

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 32 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2019 Анализ джиттера в высокоскоростных цифровых устройствах на примере опции R&S RTO-K12 Часть 2 Вторая часть статьи рассказывает о функциональных возможностях и особенностях опции R&S RTO-K12 и рассматривает конкретные примеры её применения для анализа джиттера, возникающего в процессе формирования и обработки цифровых сигналов. Николай Лемешко (nlem83@mail.ru ) , Павел Струнин (Pavel.Strunin@rohde-schwarz.com) Ф УНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ И ОСОБЕННОСТИ ОПЦИИ R&S RTO-K12 В осциллографах серии R&S RTO оценка параметров джиттера может выполняться на основе ГД (базовая функция) и при помощи специаль- ной опции. Построение ГД с минималь- ным вносимым джиттером достигает- ся за счёт точной побитовой синхрони- зации [8]. На основе ГД автоматически могут быть измерены: ● амплитудно-временны ′ е характери- стики раскрытия «глаза» и показате- ли их разброса; ● шумовые характеристики, связан- ные с амплитудными флуктуация- ми сигнала; ● пиковое, среднеквадратичное значе- ние джиттера, а также интервал наи- более вероятных его значений. Построение ГД в осциллографах серии R&S RTO реализуется в первую очередь как средство для тестирова- ния цифровых сигналов по заданной пользователем маске и используется для оценки целостности сигналов при отладке ЦУ высокого быстродействия. Опция R&S RTO-K12 расширяет и углу- бляет возможности измерений харак- теристик джиттера за счёт сочетания временно ′ го и статистического анали- зов. Она позволяет оценивать джиттер между смежными циклами (посред- ством последовательной передачи единичного и нулевого битов [8]) и их пачками, задержку относительно опор- ного сигнала, разность в длительности импульсов в соседних циклах и многие другие характеристики. Опция способ- на восстанавливать опорный сигнал, анализировать задержку по времени между двумя взаимозависимыми сиг- налами, например в составе диффе- ренциальной пары. Все перечислен- ные характеристики могут измерять- ся одновременно. Для управления измерением этих параметров предусмотрено весьма под- робное конфигурирование. Измерение джиттера может выполняться по перво- му обнаруженному перепаду или стро- го по фронту или спаду, либо по любым перепадам в составе цифрового сигна- ла. Для определения временны ′ х соот- ношений задаётся опорный уровень. Для сопоставления исследуемого сиг- нала с опорным, например тактовымсиг- налом, опцияпредоставляет две возмож- ности. Первая состоит в том, что опор- ный сигнал подаётся на один из входов осциллографа, т.е. его источником слу- жит внешнее устройство. Во второмслу- чае опорный сигнал формируется про- граммнымлибо аппаратнымалгоритмом CDR (опция R&S RTO-K13). Настройки режима измерений предусматривают указание видов перепадов для исследу- емогоиопорного сигналов, а также опор- ных уровней, по которым рассчитыва- ется задержка. Для анализа временно ′ й задержкимежду двумя взаимозависимы- ми сигналамидостаточно указать только их источники и тип перепада. Статистические данные по джиттеру могут отображаться в виде трека резуль- татов измерения и в виде вероятност- ной гистограммы. Для использования этих режимов в настройках осцилло- графа необходимо включить режим статистики, и тогда результаты изме- рений заданной характеристики джит- тера будут отображаться в синхронном сопоставлении с осциллограммой сиг- нала. Гистограмма строится на основе трека и характеризует вероятностное распределение измеряемой характе- ристики джиттера, по которому мож- но делать выводы о его природе и при- чинах появления. К треку может быть применена функция быстрого преоб- разования Фурье с получением спек- тра заданной характеристики джитте- ра, что даёт дополнительную информа- цию о динамике её изменения. Таким образом, опция R&S RTO-K12 предоставляет весьма широкий набор инструментов для исследования раз- нообразных характеристик джиттера при отладке быстродействующих ЦУ. П РИМЕРЫ АНАЛИЗА ДЖИТТЕРА С ПРИМЕНЕНИЕМ ОПЦИИ R&S RTO-К12 Используемые средства измерений и оснастка Для наблюдения джиттера и изме- рения его временны ′ х характеристик необходимо использовать средства измерений, обладающие высокоточной внутренней временно ′ й шкалой, иначе результаты измерений будут отражать собственную нестабильность измери- тельной системы. Осциллографы серии R&S RTO полностью соответствуют дан- ному требованию. Известно, что джиттер зависит от характера битовой последовательно- сти, передаваемой в цифровом сиг- нале, включая количество переходов между состояниями с высоким и низ- ким уровнями. Для формирования битовых последовательностей с раз- личным наполнением можно исполь- зовать функциональные генераторы, однако более приемлемым решени- ем, в большей степени отражающим принципы формирования сигналов в цифровых устройствах, является при- менение генератора битовых последо- вательностей. Генератор сигналов про- извольной формы R&S RTO-B6, поми- мо двух аналоговых выходов, имеет 8 синхронизированных цифровых выходов с интервалом напряжений от 0 до 6 В. Для вывода цифровых сигналов используется небольшая внешняя пла- та, подключаемая к блоку R&S RTO-B6 при помощи шлейфа. На ней установ- лены 16 контактов (по два, включая общий, на каждый выход), подклю- чение к которым может выполнять-