基于PLL的測試測量時鐘恢復方案

　不管是放到測試設置中，還是作為被測設備的一部分，時鐘恢復都在進行準確的測試測量時發(fā)揮著重要作用。由于大多數(shù)千兆位通信系統(tǒng)都是同步系統(tǒng)，因此系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)都使用公共時鐘定時。不管是沿著幾英寸的電路板傳送，還是經(jīng)過光纖橫跨大陸，數(shù)據(jù)與其定時輸入的時鐘之間的關系都可能會被打亂。通過直接從數(shù)據(jù)中提取時鐘，可以在接收機正確實現(xiàn)信號再生。

　　必須指出的是，接收機通常會改善輸入的數(shù)據(jù)信號，然后再繼續(xù)傳送。接收機中的判定電路對數(shù)據(jù)再定時，使波形變方。這一過程依賴于與輸入數(shù)據(jù)同步的時鐘信號。接收機內(nèi)部的時鐘恢復功能實現(xiàn)了這一目標，前提是再定時時鐘要以相同的方式、相同的時間移動。

　　基于PLL的時鐘恢復

　　可以通過不同架構實現(xiàn)時鐘恢復，測量設備中最常用的是基于鎖相環(huán)(PLL)的方法。根據(jù)在數(shù)據(jù)中看到的跳變，使用恢復電路導出與輸入數(shù)據(jù)同步的時鐘，這取決于看到數(shù)據(jù)中的跳變。對擁有多串完全相同位的數(shù)據(jù)段，PLL必須保持鎖定。環(huán)路增益對環(huán)路帶寬的影響最明顯，環(huán)路濾波器內(nèi)部的任何濾波一般都會產(chǎn)生次生效應。應該指出的是，輸入數(shù)據(jù)的跳變密度會影響進入環(huán)路的能量，進而影響環(huán)路的特性。因此，一致性測試中的環(huán)路帶寬會視選擇的碼型的跳變密度而變化。

　　系統(tǒng)轉(zhuǎn)函在輸入信號的相位調(diào)制上執(zhí)行低通濾波操作，錯誤響應轉(zhuǎn)函則執(zhí)行高通濾波功能。在未能追蹤帶寬以外的相位調(diào)制時，環(huán)路會追蹤環(huán)路帶寬以內(nèi)的輸入相位調(diào)制。這樣，環(huán)路就可以追蹤低頻抖動，而忽略PLL環(huán)路帶寬以外的高頻抖動。

　　衡量PLL抖動追蹤特性的指標之一是環(huán)路帶寬(LBW)，通常在“抖動輸入/抖動輸出”轉(zhuǎn)函為-3dB的點上測得。但這并不是確定環(huán)路的唯一方式。

　　寬LBW改善了抖動容限，窄LWB則會從被恢復的時鐘中去掉更多的抖動，這有利于下游的同步器，但會降低抖動容限。盡管寬LBW似乎是理想選擇，但通常還要考慮成本和技術。寬LBW還會帶來更多的噪聲或隨機抖動。目前測量中使用的LBW一般在1～10MHz的范圍內(nèi)。

　　時鐘恢復的輸入和輸出

　　必須指出測量中是怎樣使用時鐘恢復的，哪些地方會發(fā)生錯誤。例如，在發(fā)射機測試一側，要求時鐘恢復的主要原因通常有兩個：沒有提供作為測試設備觸發(fā)的時鐘信號，或者標準要求使用特定的LBW進行抖動測量(參見圖1中的a部分)。后一種情況的目的，是用系統(tǒng)接收機(如BERTScope BSA系列)包含時鐘恢復來追蹤部分輸入抖動，這樣發(fā)射機測試應該只涉及接收機沒有追蹤的高頻抖動(參見圖1)。

　　由此可見，對抖動成分接近時鐘恢復LBW的被測信號，LBW設置不正確可能會導致抖動測量不準確。有時標準會暗示要在測試中使用時鐘恢復，例如提到“黃金PLL”，或指定要“在使用以20dB/decade將抖動衰減到(比特率/1,667)頻率以下的單極、高通、頻率加權函數(shù)后”測量抖動。

　　擴頻時鐘(SSC)把時鐘能量(和數(shù)據(jù))擴散在0.5%的頻段上，降低了頻譜給定頻率上的平均功率。這可以幫助產(chǎn)品滿足放射輻射和傳導輻射的法規(guī)要求。為成功地追蹤SSC，接收機必須能夠追蹤調(diào)制(包括其諧波)，以避免眼圖閉合。如果環(huán)路響應未能充分追蹤SSC，或在時鐘和數(shù)據(jù)路徑之間出現(xiàn)錯誤的延遲，那么測試眼圖就會模糊閉合。