加速ATE上的接收器抖动容限测试

### 加速ATE上的接收器抖动容限测试 在进行抖动容限测试时，我们需要具有可控抖动的源信号。通过调制理想的任意波形发生器（AWG）二进制信号与用户定义的抖动曲线，可以生成这些源信号。一般来说，我们可以生成频谱内容限制在奈奎斯特频带内的任何波形。这种抖动注入方法不需要像其他一些设置那样额外的仪器。 #### 1. 测试信号参数选择 使用ATE上的先进AWG（6G样本/秒和2.0GHz模拟带宽），对于3Gbps的数据，每比特有2个样本。通过操纵样本的定时和幅度，我们可以向测试信号中注入可控量的抖动。使用AWG6000，我们可以对高达3Gbps的数据速率进行接收器抖动容限测试，并对高达6Gbps的数据速率进行接收器功能验证。 为了生成具有可控抖动量的测试信号进行抖动容限测试，我们需要正确选择或设置以下参数： - **测试模式**：应能代表实际应用中出现的比特模式。伪随机比特序列（PRBS）模式被广泛接受用于测试不同的通信接口，因为它们具有不同的游程长度，能很好地覆盖可能的数据组合。例如，在SATA应用中，最大游程长度为7，所以我们选择标准的128 - PRBS模式，它的最大游程长度也是7，覆盖了从1到7的所有游程长度，测试模式中共有63个过渡边缘，我们通过调制这些过渡边缘向PRBS信号注入抖动。 - **测试信号长度**：由于AWG序列长度有限，测试信号通过连续运行AWG模式生成。注入的抖动信号需要与存储在AWG中的数据模式相干。使用128 - PRBS模式时，ATE报告的抖动容限性能与台式设备不同，这是由于两者的抖动注入机制不同。为解决这个问题，我们将测试模式长度增加，通过将128 - PRBS模式重复2n次（n为整数），并使用奇数周期的正弦抖动信号调制长测试模式，可大大增加128 - PRBS模式每个边缘移动的随机性。计算表明，使用1024位测试模式（由128 - PRBS模式重复8次构成）并使用39周期的正弦PJ信号调制是一个不错的选择，在生成的测试信号中，128 - PRBS的每个边缘至少能达到注入PJ峰值的92%，接近台式测试信号。 - **抖动信号**：可以是任意曲线，这里以正弦抖动为例。 - **抖动注入分辨率**：与数据边缘的时间分辨率直接相关。 当使用1024位测试信号进行3Gbps应用时，FFT频率分辨率为： \[f_{awg\_FFT\_res}=\frac{3000}{1024}=2.9296875MHz\] 我们可以注入任何是\(f_{awg\_FFT\_res}\)倍数的正弦抖动信号，通过增加测试模式长度可以注入更低频率的抖动。 #### 2. 周期性抖动注入 我们通过调制理想的数据边缘来向无抖动的数据信号注入抖动，当抖动为正时将边缘前移，为负时将边缘后移。抖动注入过程包括以下五个步骤： - **创建无抖动数据信号**：调制数据信号的抖动分辨率直接由数据边缘的时间分辨率决定。对于AWG6000等仪器，最大采样率为6G样本/秒，3Gbps信号每比特有2个样本，1.5Gbps信号每比特有4个样本。直接操纵边缘过渡，即使对于1.5Gbps信号，抖动分辨率也只有0.25UI。为了达到皮秒级的抖动分辨率要求，我们需要对无抖动数据信号进行过采样，考虑到后续FFT的要求，过采样率应选择2的幂次方。对于1.5Gbps信号，一个UI为667ps，选择每比特512个样本的过采样率，可将抖动分辨率提高到1.3ps。 - **创建数字化抖动信号**：为了将抖动幅度信息转换为定时信息，我们需要创建一个数字化的PJ信号来调制理想的数据边缘。正弦抖动信号可以由频率和幅度两个参数表征。频率可以表示为\(pj\_bin * f_{awg\_FFT\_res}\)，幅度是PJ峰值\(amp\_UI\)。数字化抖动信号\(jitter[i]\)可以表示为： ```plaintext jitter[i] = amp_UI*sin(2*M_PI*i*pj_bin/1024 + M_PI/2) ``` 其中\(i\)是样本索引，\(i\in[0, 1023]\)，\(amp\_UI\)是以UI为单位的抖动幅度，\(pj\_bin\)是抖动频率bin，\(M\_PI\)是常数3.14159…。由于数据信号每比特过采样512个样本，数据边缘定时分辨率为\(UI/512\)，为了将抖动转换为数据边缘时间位移，我们需要以\(UI/512\)的分辨率对\(jitter[i]\)进行过采样： ```plaintext oversampled_jitter[i] = 512 * jitter[i] ``` 对于1.5Gbps信号，如果将抖动峰