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東莞市宏鑫電子儀器有限公司
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  帶選件83485、83493
10kHz到80MHz

適用于OC-192/STM-64高速產品設計的抖動測試技術

設計工程師對10Gbps收發器的抖動性能和電器特性的解釋和測量方法不盡相同，迄今為止，對測試和測量10Gbps數字通訊收發器進行定量描述的工業標準尚未確定，短期內也難以見到這種技術規范。GTRAN  Inc.應用與開發工程經理John  Pertessis長期從事無線和光纖通訊系統的設計和測試，他全面介紹了OC-192/STM-64產品設計過程中抖動指標的定義、測試方法和影響測試結果的因素以及降低抖動的解決方案。

在測試OC-192/STM-64通訊應用系統的板級產品中，工程師面臨許多挑戰，比如測試10Gbps時抖動和電氣特性等關鍵性能指標就很難。OC-192/STM-64產品的設計是否成功，取決于設計校驗直到生產全過程所選用的測試方法。建立測試步驟的方法也同樣重要。

Bellcore及ITU定義的抖動參數與設備級光口有關，它不限于特定的元件性能。定義雖然很簡單，但在元件級的抖動參數的評估可能會很困難。下面將介紹抖動容差、抖動轉移、抖動生成的定義以及從10Gbps時鐘數據恢復(CDR)、多路信號分離器及多路復用器器件測得的電氣測試結果。

抖動定義

抖動容差定義為CDR器件出現誤碼時輸入數據抖動的大小。特殊情況下，接收設備的抖動容差定義為出現1dB光衰減時正弦峰-峰相位調制度。當表征CDR元件的抖動容差時，要在輸入信號中加入白噪聲。通過調節輸入信噪比(SNR)可測量CDR的輸入靈敏度。例如，設置BER=10-9時的輸入SNR，再向輸入信號加2dB(電功率)，然后就能夠確定恢復BER=10-9所要求的峰-峰值抖動振幅。測試過程中要采用31位偽隨機二進制數據流(PRBS)模式。

在OC-192的設計過程中，測量抖動轉移函數也很重要。抖動轉移函數定義為在給定頻率處輸出抖動與輸入抖動的比值。輸入正弦信號的抖動應與抖動容差模板所在頻率上抖動容差的幅度一致，比如在400kHz頻點時，輸入正弦信號的抖動為1.5UIp-p(單位間隔點-點)；在4MHz頻點時，輸入正弦信號的抖動為0.15UIp-p。采用31位PRBS模式測試時，輸入SNR電平要比輸入靈敏度極限高2dB(電功率)。

在抖動轉移函數中有兩個重要參數：抖動增益(或抖動峰值)和抖動轉移帶寬。在輸入到輸出包含若干鎖相環通路的系統中，對CDR電路和時鐘發生器的輸出器件來說，只有抖動增益是重要的。整個抖動轉移帶寬由低帶寬環路控制，典型情況下采用電壓控制晶體振蕩器(VCXO)。

當CDR是系統中唯一的時鐘發生單元時，抖動轉移帶寬與抖動容差必須符合ITU-T規范。抖動產生是另一個重要的參數。抖動產生定義為在元件輸出端抖動的大小，它是評估傳輸系統元件時鐘發生器輸出的最佳參數。時鐘發生器可以是一個獨立器件、多路復用器的一個有機部分或在單PLL時鐘重分配器中的CDR時鐘輸出。測量過程需要一個時鐘輸出或一個理想的CDR，其作用是在給定頻率范圍內用定義良好的抖動轉移特性來恢復輸出數據信號。通過在給定頻率范圍內對整個相位噪聲譜分量取積分運算可以獲得抖動產生的峰-峰值，通過對平方相位噪聲振幅譜的積分取平方根可以得到抖動產生的RMS值。