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使用直方圖形式的邊緣交叉點數據消除電路抖動

PCB線路板打樣 ? 來源:LONG ? 2019-08-12 08:52 ? 次閱讀

在本系列關于抖動歷史的前一部分中,我們已經達到了新千年的風口浪尖。當今抖動分析的流行方法是使用直方圖形式的邊緣交叉點數據,并將高斯函數擬合到圖的尾部。但是,正如我們所知,尾巴適合不適合膽小的人。測試方法將如何向前推進以克服這一障礙?

正如實際情況一樣,抖動分析的情景在該時間范圍內正在經歷地震變化。首先,數據速率呈螺旋式上升趨勢,將信號完整性問題和抖動分析引入最前沿。還有越來越多的數據信號標準(如USB)的使用,這些標準產生了在測試方法中要解決的問題。 或許更重要的是,實時示波器正在逐漸形成。在20世紀90年代早期,實時示波器可能具有幾萬個數據點的存儲深度。到了21世紀初,記憶深度延伸到了大腦中。同時,這些儀器的處理能力正在上升??偟膩碚f,那一代實時示波器開始指明如何處理未來的抖動分析。??尾部擬合的困難源于需要擬合兩個參數:隨機抖動(Rj( dd))和確定性抖動(Dj(dd))。但是,如果我們已經知道Rj(dd),那么我們只需要找到Dj(dd)。那么問題就變成了如何將Rj(dd)尾部與Dj(dd)尾部分開。這是實時示波器不斷增長的功能成為抖動分析問題的解決方案。??到21世紀初,實時示波器被用于分析和隔離困難的電路問題。在嵌入式系統中,由于能夠觸發罕見事件或瞬變以及解碼串行數據,因此它們是調試的關鍵。用戶能夠獲取非常長的記錄,以確定邊緣實際到達的時間并表征抖動。這直接導致了專用串行數據分析儀的出現。??在2000年代,使用實時示波器確定邊緣的到達時間有很多進步。有一種算法的演變,旨在分離各種抖動成分。正在采用數據分析技巧來消除數據相關的抖動。有人試圖隔離有界不相關抖動的侵入,以及確定周期性抖動分量。

使用直方圖形式的邊緣交叉點數據消除電路抖動

圖1:一個例子一個時間間隔錯誤軌道

在大多數(如果不是全部)這些更好地分析和量化抖動的努力的背后是Dual-Dirac模型本博客系列的上一部分。但是,在20世紀90年代,抖動測量的另一種方法開始扎根:時間間隔誤差(TIE):參見圖1.
在其核心,抖動測量是關于邊緣實際到達何時到達預期的時間。對于任何給定的邊緣,兩者之間的差異是其TIE值。如果分析波形中的一堆邊并繪制它們,則可以創建TIE軌跡,或者基本上是所有這些TIE值的波形(參見圖2)。

使用直方圖形式的邊緣交叉點數據消除電路抖動

圖2:TIE軌道(頂部為黃色)有助于進一步分析緩慢變化的抖動元素

從這些數據中,可以獲得其他形式的分析,并且這些形式通過20世紀90年代用于時鐘數據恢復的鎖相環(PLL)的出現而得以促進。使用USB信號,您只有沒有時鐘的數據,您必須確定基礎比特率。 USB是如何實現PLL的一個很好的例子(與一些應用數學相一致)。芯片開始內置于示波器中,這些示波器將數學和工程技術結合在一起,以根據比特率消除漂移的低頻抖動。這有點像聽音樂:無論是更快還是更慢,我們都會輕拍我們的腳,但我們會跟蹤它。這就是PLL在無時鐘信號的時鐘恢復中所做的工作。

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