串行数据测试中的CDR

2012-04-12 18:24:14来源: 美国力科公司深圳代表处
在当今的GHz速率的串行数据测试中,眼图和抖动测试是最重要的两个测试项目。眼图和抖动测量中,测试仪器必须从待测试信号中恢复参考时钟,用该时钟同步和采样数据。因此,恢复时钟的方法会直接影响眼图和抖动测试结果,各种串行数据标准都规定了抖动测量中时钟恢复电路CDR的参数,正确的设置测试仪器的CDR参数才可以使测量结果与芯片接收端的实际性能保持一致。

下图1所示为某串行数据链接的系统图,在Fibre Channel、Gigabit Ethernet、SDH等串行链路中都采用了这样的架构。发送端(TX)发送的信号通过信道传输到接收端(RX)后,收发器芯片RX部分的时钟恢复电路从串行数据中恢复出时钟,用恢复的时钟来同步串行数据,进行采样。由于多种原因,进入RX的串行数据信号可能有较大的抖动,理想情况下(锁相环PLL的环路带宽无穷大时),时钟恢复电路的PLL输出的时钟和RX的输入数据信号同相,即零抖动,这时,RX的判别电路(如图1中的D触发器)有最大的建立时间和保持时间余量。但是,由于PLL的环路响应为低通滤波器特性,只能消除串行数据中低频段的抖动,不能处理高频抖动,所以,现实情况中收发器芯片RX端“看到”的眼图是有抖动的。

在图1中,RX端PLL的参数是影响眼图和抖动性能的决定因素。PLL是一种广泛使用的电子电路,可以用于获得特定频率的时钟、射频信号调制与解调和串行数据的时钟恢复。


如图2为PLL的系统图,包括鉴相器(phase detector)、环路滤波器(loop filter)、压控振荡器(voltage controlled oscillator,简称VCO)三个基本部分。PLL的工作原理请参考模拟电路书籍。

在接收端的PLL中,鉴相器、环路滤波器和VCO三部分组成的环路的频响为低通滤波器特性。如下图3所示,接收端的时钟恢复电路的频响是一个低通滤波器,其传递函数为HL, 当串行数据信号的抖动变化频率较低时,即从直流到PLL的截至频率,PLL能及时追踪到数据跳变沿(即锁住相位),输出的时钟与输入数据同相(严格讲相位差为固定常数),这样抖动为零。当连续边沿的抖动变化太快时(即存在高频抖动时),PLL不能及时追踪到边沿的变化,于是输出的时钟和数据边沿存在抖动,所以,接收端的CDR不能滤除高于截至频率的抖动,它的抖动传递函数(Jitter Transfer Function简称JTF)的频响为高通滤波特性,接收端CDR又称为TIE抖动的高通滤波器。如图3,抖动传递函数HH=1-HL。

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关键字:CDR  眼图测量  抖动测量  实时示波器

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0412/article_4968.html
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