信號完整性分析基礎(chǔ)之七——JitterTrack在抖動分析中的應(yīng)用
在上一篇文章中我們介紹了直方圖的概念以及如何使用直方圖的方法來分析抖動(也即從統(tǒng)計域的角度來分析)。從抖動的直方圖中我們可以看出抖動的分布特征(隨機分布、雙峰分布等),通過測試直方圖的標準偏差、雙峰之間的間距也可以估計出抖動中包含的隨機抖動和固有抖動大小。但是對于周期性抖動成份卻很難在直方圖中觀察到或者計算出來。周期性抖動一般是由于串?dāng)_等引起的,在數(shù)據(jù)抖動分類中,周期性抖動屬于固有抖動的一部分。為了進一步從總體抖動中分解出周期性抖動成份,我們需要使用時域的抖動追蹤功能(Jitter Track,該功能是Lecroy公司在1997年首次發(fā)明的)。
抖動追蹤功能,即通過對某一測量參數(shù)(TIE抖動、周期抖動、周期間抖動、幅度測量參數(shù))的變化情況的實時追蹤來分析該參數(shù)的變化趨勢,繼而分析引起參數(shù)變化的原因,給電路調(diào)試提供指導(dǎo)。
下圖1為對一個時鐘信號周期測量參數(shù)的跟蹤示例:圖1的上半部分為示波器C1通道采集到的時鐘波形;下半部分為對C1通道中的時鐘波形的周期測量參數(shù)的track波形,X軸為時間,Y軸為周期測量參數(shù)值,需要注意下的是每一個測量參數(shù)值(對應(yīng)于Y軸上的)對應(yīng)在X軸上的時間值設(shè)定為時鐘的兩個上升沿之間的時間差。
圖1 什么是抖動追蹤
抖動追蹤波形不僅可以體現(xiàn)出參數(shù)變化的趨勢,更為強大的是在Lecroy示波器上完全可以非常自如的對抖動追蹤波形進行保存、測量、分析以及用于函數(shù)運算等。如下圖2為用光標非常方便清晰的在周期測量抖動追蹤波形上測量出某一時段的時鐘周期值。
圖2 用光標在時鐘周期測量參數(shù)波形上測量時鐘周期值
當(dāng)采集波形數(shù)據(jù)的時間足夠長時或者采集存儲深度足夠深時,我們會看到時鐘信號的周期測量參數(shù)的跟蹤波形呈現(xiàn)出明顯的周期性變化趨勢(有明顯的正弦調(diào)制),且應(yīng)該有一高頻的正弦干擾和一低頻的正弦干擾,如下圖3所示,這說明該時鐘信號受到了具備正弦特征的信號的干擾。
圖3 當(dāng)采集波形的memory加深后的周期參數(shù)跟蹤波形
那么這個正弦干擾的頻率是多高呢?(如果知道了該干擾的頻率,我們調(diào)試的時候就會更加有針對性的找到干擾源所在位置?。㎜ecroy示波器給我們帶來的另外一個驚喜是它能夠?qū)Χ秳幼粉櫤蟮牟ㄐ芜M行FFT分析,從而輕松的找到干擾源的頻率,如下圖4所示:
圖4 對周期測量參數(shù)進行FFT分析
實例:通過抖動追蹤、抖動追蹤波形的FFT運算來分析由于電源不穩(wěn)定引起的抖動參數(shù)變化,如下圖5所示:
圖5 由于電源供給噪聲引起的時鐘抖動
(通道2為時鐘波形,通道3為電源電壓波形,函數(shù)B為抖動追蹤波形,可以清楚的看到抖動參數(shù)受到了電源供給波動的影響)
可見,使用示波器的Jitter Track以及FFT的功能,可以幫助我們分析周期性抖動的來源及其數(shù)量,如下圖6所示為一DVI信號的TIE抖動track波形的頻譜及其抖動數(shù)值:
圖6 某一DVI信號的TIE抖動測量參數(shù)track波形的的頻譜分析