專利名稱:用于測量抖動的方法和設備的制作方法
技術領域:
本發(fā)明一般地涉及一種電子測試與測量設備,更具體地說,本發(fā) 明涉及測量抖動。
背景技術:
抖動是通常不希望的周期信號的特性。如果信號具有良好的周期 性,則在以準確信號周期間隔的時間點,它重復具有相同的值。抖動 是出現該值時的實際時間與該良好周期信號應該出現其時的正常時間 之間的差值。
許多信源,包括產生噪聲的電子干擾,可能使抖動進入信號。表 示電路中的信號值和其他誤差的各近似值均對抖動有貢獻。
在各信號中,某些抖動量是不可避免的。如果對于該信號的周期, 抖動是相對較小的部分,則不太可能影響通過該信號工作的電子電路 工作。然而,某些電路是在假定它們處理的某些信號具有特定周期或 者在設定的時間具有特定值的情況下設計的。如果這些信號中存在非 常大的抖動,則該電路可能不能正常工作。特定電子部件的希望屬性是,即使在輸入信號具有抖動時,仍能 夠工作。諸如用于XAUI和10G以太網的IEEE 802.3ae的通信協議中 的許多標準提出了在通信電路在存在抖動的情況下工作時要滿足的要 求。例如,設計通信系統的工程師可能希望知道包括接收機的半導體 器件的抗抖動性,以確定該系統是否根據技術規(guī)范工作。該工程師為 了做出該確定,必須知道包括該接收機的半導體器件的抗抖動性。因 此,在銷售某些半導體器件時要具有指出在該器件的輸入中可以有多
大的抖動的抖動規(guī)范說明,而且要使該器件可以在其輸出中可能具有 的預期或者最大抖動量的情況下工作。利用自動測試設備可以特性化半導體器件的抗抖動性。該測試設 備包括可以被編程以產生具有可編程抖動量的周期信號的信號源,艮P, "抖動生成器"。通常構造該自動測試設備,以確定該半導體器件是 否符合以期望下運行的應用標準。在抖動特性化期間,有意將抖動引 入作為時鐘或者其他輸入施加到該在測器件的信號。使該器件生成失 效的抖動量表示其抗抖動性。作為其生產過程的一部分,可以利用類似的裝備(setup)測試半 導體器件。自動測試設備對該在測器件生成具有與該器件規(guī)定的抗抖 動性相等的抖動量的輸入。如果即使在具有這種程度的抖動的情況下, 該器件仍可以正常工作,則可以將它劃分為良好器件。相反,如果它不能正常工作,則該器件可以作為具有降低的抗抖動性技術規(guī)范的一 部分被排除或者"廢棄"。為了使上述特性化過程或者測試技術精確,重要的是,該抖動生 成器實際上精確地產生被編程以生成的抖動量??梢灾芷谛缘販y量抖 動生成器產生的抖動量,并與設定的抖動量進行比較。這種過程被稱 為校驗(verification)。已知測量抖動的各種方法,例如,IEEE 802.3ae標準中的Annex 48B規(guī)定的方法。例如,利用相位噪聲分析器和實時示波器測量抖動。 然而,這些器件通常具有有限的帶寬或者頻率響應,這使得它們不適 合高頻測量。然而,對于甚高頻信號,例如,在約10GHz范圍內的信 號,抖動測量特別重要。采樣示波器也已經用于抖動測量。與實時示波器相比,采樣示波 器通常具有較高的輸入帶寬。該采樣示波器可以以圖形方式將采樣作
為波形顯示在顯示器上,也可以將該采樣表示為在計算機或者其他數 據處理裝置中可以處理的數據文件。希望具有更精確的抖動測量技術,特別是,可以對其頻率在1.5與12.5 GHz之間的信號上的抖動進行測量的技術。發(fā)明內容根據一個方面,本發(fā)明涉及一種用于將信號中的抖動特性化的方法。該方法包括獲取該信號的多個采樣;形成該采樣值的直方圖; 使概率分布函數擬合該直方圖;以及根據用于擬合該直方圖的概率分布函數的參數,確定該抖動的特性。在某些實施例中,將信號中的抖動特征化的方法用于校驗可編程 抖動生成器件的性能。根據另一個方面,本發(fā)明涉及一種用于校驗可編程抖動生成器件 的性能的方法。該方法包括對該抖動生成器件進行編程,以產生具 有設定抖動量的信號;根據調制函數調制該抖動調制信號;形成該抖 動調制信號值出現時間的直方圖;使概率分布函數擬合該直方圖,該 概率分布函數具有與調制函數的概率分布函數成正比的分量和與隨機 函數的概率分布函數成正比的分量;以及根據與用于調制與該直方圖 擬合的概率分布函數的概率分布函數成正比的分量,特性化抖動。根據又一個方面,本發(fā)明涉及一種被配置以提供具有設定的信號 中抖動量的信號的測試系統。該測試系統包括基準時鐘和可編程抖 動生成模塊。該可編程抖動生成模塊具有相位調制器,具有調制輸 入、信號輸入以及調制輸出,該調制輸出是利用與該調制輸入成正比 的數量進行相位調制的信號輸入。該測試系統還包括合成器電路,該 合成器電路具有根據基準時鐘產生的輸出,該合成器電路的輸出用作 信號輸入。該測試系統包括采樣器件,用于接收調制輸出,并作為輸
出來提供該調制輸出的多個采樣。計算機處理器接收該調制輸出的多 個采樣,而且該計算機處理器具有與其相關的程序。該程序控制該計算機,以通過形成采樣值的直方圖,并使至少具有一個表示了該調制 輸入的概率分布函數的分量的概率分布函數擬合該直方圖,來對該采樣進行分析。
沒有按比例示出附圖。在該附圖中,利用同樣的標記表示各圖中 所示的每個相同或者接近相同的部件。為了清楚起見,沒有在各圖中 標注每個部件。附圖中圖1A和圖1B是有助于理解抖動的示意圖;圖2是用于測量抖動的測試裝備的方框圖;圖3A和3B是有助于理解采樣示波器的工作的示意圖;圖3C和3D是示出利用采樣示波器的數據采集過程的示意圖;圖3E是圖3D中的采樣直方圖的示意圖;圖4A是被調制以提供正弦抖動的信號的過零點的概率分布函數 的示意圖;圖4B是具有隨機抖動的信號的過零點的概率分布函數的示意圖;圖4C是利用正弦抖動和隨機抖動調制的信號的過零點的概率分 布函數的示意圖;圖4D是由包括正弦抖動和隨機抖動的信號的過零點采樣形成的 采樣的直方圖的示意圖;圖4E和4F是示出使概率分布函數擬合圖4D所示直方圖的處理 過程的示意圖;以及圖5是示出用于計算用于特性化抖動的參數的處理過程的流程圖。
具體實施方式
本發(fā)明并不局限于在其申請書中如下描述的或者附圖所示的各部 件的詳細構造或者設置。本發(fā)明可以有其他實施例,而且可以以各種
方式實施本發(fā)明或者實現本發(fā)明。此外,在此使用的措辭和術語僅是 為了說明問題,而不應該理解為限制。在此使用"包括"、"包含" 或者"具有"、"含有"、"涉及"及其各種形式指包括下面所列的 項目及其等效物和其他項目。圖1A是周期信號110的示意圖。信號110具有額定周期P,艮P, 平均在時間P,出現周期信號110的每個周期。例如,信號110可以是正弦波。信號110具有在每個周期出現的正到負過零點112。圖1B示出通過將信號110的多個周期疊加形成的曲線120。如果 沒有抖動,則每個周期與先前周期準確對準,而且該疊加顯示為波形 110的單個周期。然而,圖1B示出抖動的影響。例如,通過周期疊加 形成的過零點產生了多值帶,在該帶期間可能出現過零點。利用Jpp表 示該多值帶。帶Jpp的邊界表示信號110中的抖動的峰-峰值(peak to peak value)。為了特性化周期信號110上的抖動,希望知道該帶的寬 度。圖2示出用于測量抖動的測試裝備200的方框圖。在該例中,在 測器件(DUT) 212是利用可以設定的抖動量產生抖動調制信號210, 而且在該系統中用作抖動生成器的器件。測試裝備200可以用于校驗 作為抖動生成器件的DUT 212。合成器214產生高頻周期信號216。合成器214可以是公知的任 意合成器。合成器214優(yōu)選是產生具有高頻譜純度和極低抖動的輸出 信號的合成器。在設想的實施例中,在諸如1.5 GHz至12.5 GHz的大 頻帶范圍內,設定合成器214的輸出頻率。合成器214可以是本技術領域內公知的合成器。這種合成器通常 包括鎖相環(huán)(PLL)與時鐘倍增電路,它產生被鎖相至REF信號的輸 出。
可以將信號216作為輸入送到DUT 212。在圖2所示的例子中, DUT 212包括根據控制函數調制周期信號216的移相電路。周期信號 中一個周期與另一個周期的相位變化是一種形式的抖動。這樣,DUT 212可以使抖動進入周期信號216,以產生抖動調制信號210。然而, 更一般地說,DUT 212產生相位調制信號。要調制的信號的信源可以 是合成器214、DUT212的內部合成器或者任意其他適宜的信源。同樣, 可以由任意適宜的信源導出用于規(guī)定該調制的控制函數。在下面的例子中,利用也是正弦波的控制函數,調制抖動調制信 號210。因此,抖動調制信號210具有正弦抖動??梢栽贒UT212中,產生該控制函數。所示的DUT212接收基準 時鐘信號REF,它可以驅動DDS電路,該DDS電路用于產生用于DUT 212內的移相器的正弦控制函數。通過對DUT212中的DDS進行編程, 可以設定抖動調制信號210中的抖動。將抖動調制信號210作為一個輸入送到采樣器件218。將周期信 號216作為觸發(fā)輸入送到采樣器件218。計算機220控制測試裝備200。計算機220控制DUT 212和合成 器214。電子器件的計算機控制在本技術領域內是公知的,因此,不做 詳細說明。計算機220也對釆樣器件218進行控制,而且從采樣器件 218接收數據,如下所述,它處理該數據。采樣器件218可以是采樣示波器。圖3A示出采用等效時間采樣的 采樣示波器的工作。采樣示波器是公知的,而且通常用于提取甚高頻 周期波形的多個采樣。為了有效工作,采樣示波器要求的觸發(fā)信號所具有的額定周期是
與被測量的信號的額定周期相同或者是其幾倍。在圖2所示的實施例中,根據同一個基準時鐘REF,導出兩個周期信號216和抖動調制信 號210。該配置在該觸發(fā)輸入與送到該采樣器件218的輸入之間提供要 求的關系。利用該觸發(fā)信號導出采樣時間。在圖3A的視圖中,釆樣器 件218以信號310周期幾倍的方式進行采樣。對于各周期而言,相對 于每個周期的開始的每個采樣時間互不相同。在第一周期的時間Dl, 取采樣Sp在第二周期中的時間D2取采樣S2。在第三周期中的時間D3取采樣S3。值D^ D2和D3優(yōu)選不同。圖3B示出由該采樣重構的該信號一個周期。采樣Sp S2和S3分 別表示該波形上從該周期的開始點偏離于該采樣相關的延遲的點,所 述延遲例如D。 D2、 D3等。圖3B示出利用相對于該周期的開始點的 適當間隔繪制的采樣點。為了清楚起見,圖3B僅示出3個采樣點。為了跟蹤該波形的周期, 可以采用大量采樣點。每個采樣與周期的開始點間隔開已知量D^在 等效時間示波器中,該觸發(fā)信號確定在其間取采樣的周期的開始點。 示波器內的電路系統使得以觸發(fā)時間之后某個延遲DN取采樣。在大多 數情況下,在各采樣之間,值Dw隨機不同。在大多數情況下,在被采 樣的波形周期內,Dn具有均勾分布,取足夠多采樣,以準確表示波形 的一個周期。獲取的采樣越多,通常測量就越精確。然而,獲取較多的采樣需 要額外的測量時間。此外,如果在采樣獲取時間,被測量的信號發(fā)生 變化,則可能將誤差引入該測量。在設想的實施例中,合成器214或 者DUT 212中的鎖相環(huán)可能生成漂移。因此,采樣獲取時間優(yōu)選短于 約30秒。在設想的一個實施例中,采集15,000至45,000個采樣。在 一個實施例中,約采集30,000個采樣。圖3C示出利用采樣示波器對具有抖動的信號采集的多個采樣點。 該釆樣組合在一起,從而通常跟蹤該信號的一個周期。該抖動導致該 采樣落入圍繞該波形的額定值的帶內??梢詫υ摬蓸舆M行分析,以確 定該抖動的特性。圖3D示出圖3C中的區(qū)域340的放大圖。區(qū)域340是圍繞抖動調 制信號210的過零點的區(qū)域。圖3D示出落入其帶寬為Jpp的帶內的大 量采樣,該帶寬Jpp與該抖動的振幅成正比。該帶圍繞額定信號位置 310,。范圍Z表示足夠小以致可以被基本上看作0的采樣值(即,電壓) 的范圍。落入范圍z內的采樣表示該采樣信號的過零點??梢詫⒙淙敕秶鶽內的采樣劃分為諸如B^B2和B3的子區(qū)(bin)。 圖3E示出根據圖3D所示區(qū)域340中的采樣產生的直方圖350。通過 對分別落入諸如B。 B2和B3的范圍Z中的采樣的數量進行計數,產生 直方圖350。利用用于產生該直方圖的采樣總數,可以歸一化該直方圖 350上的值,以致該直方圖表示范圍Z內的采樣點的近似概率分布函 數。這樣,可以取直方圖350,作為抖動調制信號210上的抖動的被測 量概率分布函數。該被測量概率分布函數可以用于導出抖動調制信號210 (圖2)上 的抖動特性。例如,可以取直方圖350上的非零寬度W,作為該抖動 的峰-峰值的估計值。某些現有技術的系統嘗試以這種方式特性化抖動。 然而,我們知道,僅測量直方圖350的寬度,或者該直方圖上各特征 值(例如360和362)之間的間隔不能準確特性化該抖動。例如,這種 方法不對該抖動的其他分量,例如,隨機噪聲產生的分量,進行計數。 下面說明采用采樣值更精確確定抖動特性的方法。圖4A至4F示出利用圖3E所示的直方圖350表示的直方圖數據 可以更精確特性化抖動的方法。圖4A示出具有正弦抖動的信號上的各
釆樣點的概率分布函數410。如上所述,在此,將被調制具有正弦抖動的信號用作例子。對于 其抖動為非正弦抖動的信號,根據應用的抖動調制函數,產生概率分 布函數。根據抖動調制函數表示的表達式,可以導出該概率分布函數。 作為選擇,可以用數值方法導出概率分布函數。通過繪制該抖動調制 函數的一個周期上的許多點,可以產生概率分布函數。可以將這些采 樣分割為子區(qū),而且可以對例如某個子區(qū)中的點數進行計數和歸一化。為了清楚起見,圖4A沒有示出各子區(qū)。優(yōu)選利用較大數量的子區(qū), 計算概率分布函數410,以致它接近平滑,如圖4A所示。然而,表示 概率分布函數410的分辨率并不限制本發(fā)明。圖4A示出具有正弦抖動的任意信號的概率分布函數的一般形狀。 然而,該函數的特性可以根據正弦調制函數的參數生成變化。例如, 波峰420與422之間的間隔MPP將根據表示該抖動調制函數的正弦波 的振幅而發(fā)生變化。為了特性化抖動調制信號210上的抖動,理想概率分布函數410 可以被"擬合"(fit to)于利用諸如350的直方圖所表示的估計概率 分布函數。通過識別與測量的直方圖實現最佳匹配的理想概率分布函 數的參數,可以使該理想概率分布函數擬合測量的直方圖。這些參數 可以用于特性化測量的抖動。直方圖350 (圖3E)是示出較少數量的子區(qū)的簡化直方圖。優(yōu)選 可以大量子區(qū)。因此,優(yōu)選采用諸如圖4D所示的直方圖。在所示的情 況下,直方圖450具有以接近連續(xù)函數出現的足夠多的子區(qū)。通過將圖4A和4D進行比較可以看出,直方圖450基本上具有概 率分布函數410的形狀。它具有波峰420,和422'以及波谷424',它們
通常與圖4A所示的波峰420和422以及波谷424匹配。然而,直方圖 450受噪聲和其他誤差源的影響,因為它是通過實際測量產生的。因為 該原因,僅測量直方圖的波峰到波峰跨度或者其他單個特性不能產生 該抖動的精確特性。使諸如410的理想概率分布函數擬合直方圖450 可以更好地估計抖動特性。在假定抖動調制信號210上的抖動具有正弦分量和隨機分量的情 況下,通過產生理想概率分布函數,甚至可以實現更高的精度。圖4B 示出具有隨機抖動的信號的過零點的概率分布函數。概率分布函數430表示正態(tài)分布抖動或者高斯分布抖動。僅具有高斯分布抖動的任意信 號均具有概率分布函數430,即,概率分布函數430的一般形狀,而與 該抖動的振幅無關。然而,該曲線的寬度將根據該抖動的標準偏差a發(fā) 生變化。因此,通過組合概率分布函數410和430,可以產生抖動調制信 號210的更精確理想概率分布函數432。通過巻積各概率分布函數,可 以形成該概率分布函數。為了更精確確定抖動調制信號210上的抖動 特性,這樣組合的理想概率分布函數可能擬合該測量的直方圖450。圖4E和4F示出曲線擬合過程。圖4E示出重疊在直方圖450上 的組合理想概率分布函數470A。組合概率分布函數470A是采用MPP 和cj的特定值,對410形式的概率分布函數與430形式的概率分布函數 進行的巻積。概率分布函數470A的另一個參數是其中心點。如圖4A和4C所 示,分布函數410和432具有位于時間QJ勺中心點。直方圖450具有 位于時間C的中心點。時間C取決于測試裝備200取釆樣時的特定時 間。這些因素不影響該直方圖的形狀,但是影響作為中心的特定值。 因此,可以改變理想組合概率分布函數的中心點,以便更好地擬合直 方圖450。確定該中心點的這種方式并不限制本發(fā)明??梢詫⒃撝行狞c
確定為重心。這樣度量的優(yōu)點是,指出該邊緣的期望值。然而,也可 以將該中心點確定為對稱軸線,或者某個其他中心指示。圖4F示出具有正態(tài)分布抖動的標準偏差的差值、正弦調制的峰值以及該分布函數的中心點的組合概率分布函數470B。通過選擇最匹配各值的測量直方圖的理想組合概率分布函數,確 定該抖動的特性。在圖4E所示的例子中,在直方圖450與組合概率分 布函數470A之間存在誤差Ep通過求直方圖450上所有值的誤差值 Ej勺和,可以計算概率分布470A與直方圖450之間匹配的緊密性。同 樣,圖4F示出在組合概率分布函數470B與直方圖450之間存在誤差 E2??梢钥闯?,組合概率分布函數470B具有較小的誤差E2,因此,與 組合概率分布函數470A相比,它更匹配直方圖450。圖5是示出利用其計算該抖動的參數的過程的流程圖。例如,在 計算機220中的軟件的控制下(圖2),執(zhí)行圖5所示的過程。然而, 可以以任意傳統方式,執(zhí)行該過程。在步驟S510開始圖5所示的過程。在步驟510,初始估計用于特 性化概率分布函數410的各參數??梢愿鶕F有技術中用以估計抖動 的技術進行該估計。例如,波峰420'與422'之間的間隔(圖4B)可以 用作正弦抖動的峰-峰值的估計值。可以取波峰420'和422'之間的中點 作為該中心點CL的初始估計值。此外,也可以將波峰與該直方圖最接 近該波峰的后沿之間的距離除以6用作正態(tài)分布抖動的標準偏差a的初始估計值。一旦確定了該參數的初始估計值,該處理進入步驟512。在步驟 512,產生通過對具有在步驟510估計的參數的抖動的信號進行采樣獲 得的組合概率分布函數。通過計算對應于正弦分量和法向分量的概率 分布函數,形成該概率分布函數。然后,巻積這些函數。 在步驟514,將計算的概率分布函數與測量的直方圖進行比較。 計算的概率分布函數與測量的直方圖之間的差別被表示為誤差值。在 一個實施例中,根據正態(tài)函數,計算該誤差值。各種正態(tài)函數是公知 的。例如,通過逐點計算該直方圖與計算的概率分布函數之間的差值, 然后,求每個差值的平方和,可以表示該誤差。一旦計算了該誤差,該處理就進入步驟516。在步驟516,檢驗是否可以將誤差降低到可以接受的程度。在低于預定值時,可以認為該 誤差程度是可以接受的。作為選擇,在檢測到誤差函數中的最小值時, 認為該誤差程度是可以接受的。在用于產生理想概率分布函數的任意 參數的值的任意變化導致較大誤差時,識別該誤差函數中的最小值。如果認為該誤差沒有被設定,則該處理進入步驟518。在步驟518, 確定估計的一組新參數。然后,重復步驟512的處理,在步驟512,計算新概率分布函數。將該新函數與在步驟514測量的值進行比較,然 后,再一次計算誤差。如果該新參數不滿足設定的判據,則利用在步 驟518選擇的新參數,再一次重復該處理。對于函數來講,尋找使其匹配于另一個函數的參數通常稱為"最 小二乘估計問題"。為了解決最小二乘估計問題在步驟S518選擇參數 的各種方法是公知的。這樣一種算法被稱為最陡下降算法,在所示的 實施例中采用該最陡下降算法。一旦設定了該誤差,圖5所示的處理過程就進入步驟520。擬合 了該測量的直方圖450的組合的理想概率分布函數的參數被用于特性 化抖動調制信號210上的抖動。特別是,這些值準確估計了抖動調制 的峰-峰值的變化,而且還表示由其他信源引入該信號的隨機抖動量。例如,結合校準或者校驗DUT 212的操作的處理過程,采用圖5
所示的處理過程。如果DUT 212是調制器,則可以對該調制器進行編 程,以產生特定特性的抖動??梢岳脺y試裝備200 (圖2)對該調制 器產生的信號210進行測量。通過根據圖5所示的處理過程特性化該 抖動,可以確定該調制器是否產生具有設定的抖動特性的信號。如果 該調制器不產生設定的抖動量,則可以校準該調制器。校準調制器的 一種方法是提供數據表,該數據表使程序輸入與響應于該程序輸入值 產生的實際抖動量相關。隨著將程序輸入值送到該調制器,訪問該表, 以識別用于產生要求的調制器輸出所需的程序輸入值。可以利用施加 的輸入代替該值。優(yōu)點是,圖5所示的估計技術比先前采用的簡單波峰估計技術更 精確。作為其他優(yōu)點,相對于用于時間測量的NIST標準,可以校準采樣 器件21S。以該方式,通過采樣器件218所進行的測量將是NIST標定 的(NIST traceable)。如果通過采樣器件218進行的測量是NIST標定 的,則還可以認為根據圖5所示處理確定的用于特性化抖動的參數也 是NIST標定的。因此,至少對本發(fā)明的一個實施例的幾個方面進行了描述,顯然, 本技術領域內的技術人員可以輕而易舉地設想各種替換、修改和改進。例如,適合結合利用具有正弦抖動的調制信號使用圖4A所示的概 率分布函數。通過利用由這種抖動調制的信號產生的概率分布函數, 可以結合利用其他方式調制的信號,采用相同的技術。同樣,圖4B所示的概率分布函數適于測量具有高斯分量的抖動。 如果該信號具有不同特性的抖動分量,則可以采用不同形式的概率分 布函數。如果該信號具有不同特性的其他抖動分量,則可以利用其他 形式的概率分布函數計算理想概率分布函數。
此外,在上述例子中,所示的理想組合概率分布函數僅有兩個表 示設定抖動和隨機抖動的分量。如果該在測信號上存在其他抖動源, 則該理想概率分布函數具有表示該其他抖動源的其他分量。此外,采樣示波器用作圖2所示裝備中的采樣器件的例子??梢?采用任意適宜的采樣器件。該采樣器件優(yōu)選可以在寬頻帶中精確采樣信號。優(yōu)選地,對高達至少12.5GHz的信號進行測量。此外,采樣器件218是等效時間采樣器件。盡管當前可用的最高 速采樣器件是等效時間采樣器件,但是采集各采樣時無需通過等效時 間采樣。 一種可供選擇的方法是欠采樣。作為另一個例子,圖3D示出了圍繞要測量信號上的過零點所選擇 的一個多值帶。無需使該技術局限于圍繞過零點聚集的采樣組??梢?使用圍繞周期波形上的任意點取的釆樣值。此外,結合對用于抖動生成測量的指令進行特性化,描述了該方 法。該方法可以應用于測量其他信號中的抖動特性。此外,利用圖形示出了概率分布函數和直方圖。無需將這些函數 表示為圖形顯示,也無需以人可感知的方式示出這些函數。通過利用 計算機管理數據,可以執(zhí)行上面描述的數據處理。這種替換、修改和改進作為該公開的一部分,而且它們在本發(fā)明 實質范圍內。因此,上面的描述和附圖僅作為例子。
權利要求
1.一種用于特性化信號中的抖動的方法,包括獲取該信號的多個采樣;形成采樣值的直方圖;使概率分布函數擬合于該直方圖;以及根據擬合該直方圖的概率分布函數的參數,確定該抖動的特性。
2. 根據權利要求1所述的用于特性化信號中的抖動的方法,其 中使概率分布函數擬合于該直方圖包括提供多個概率分布函數,利用一組參數分別特性化該每個概率分布函數;識別多個概率分布函數中與該直方圖差別最小的一個概率分布函數。
3. 根據權利要求2所述的用于特性化信號中的抖動的方法,其 中通過改變該概率分布函數的參數,利用迭代方法產生多個概率分布 函數。
4. 根據權利要求3所述的用于特性化信號中的抖動的方法,其 中識別多個概率分布函數中與該直方圖差別最小的一個概率分布函數包括分別對多個概率分布函數中的每個計算表示所述概率分布函數與 該直方圖之間的差別的誤差值;識別具有最小誤差值的概率分布函數。
5. 根據權利要求4所述的用于特性化信號中的抖動的方法,其 中計算誤差值包括利用正態(tài)函數計算誤差值。
6. 根據權利要求1所述的用于特性化信號中的抖動的方法,其 中使概率分布函數擬合于該直方圖包括對該概率分布函數的參數執(zhí) 行最小二乘估計、最小化和/或者求根這三者至少之一。
7. 根據權利要求1所述的用于特性化信號中的抖動的方法,其 中使概率分布函數擬合于該直方圖包括識別該概率分布函數的多個參數的值。
8. 根據權利要求7所述的用于特性化信號中的抖動的方法,其 中概率分布函數包括正弦抖動概率分布函數和正態(tài)抖動概率分布函數的組合,而且識別多個參數的值包括識別正弦抖動的波峰到波峰 偏差的值以及該正態(tài)抖動的標準偏差的值。
9. 根據權利要求1所述的用于特性化信號中的抖動的方法,其 中,根據預定函數對該信號進行相位調制,并且該概率分布函數包括 預定函數的概率分布函數和隨機值概率分布函數的組合。
10. 根據權利要求1所述的用于特性化信號中的抖動的方法,其 中使概率分布函數擬合于直方圖包括擬合下述概率分布函數,該概 率分布函數表示了兩個抖動分量的概率分布函數的巻積。
11. 根據權利要求1所述的用于特性化信號中的抖動的方法,其 中獲得該信號的多個采樣包括對該信號進行欠采樣或者等效時間采 樣。
12. 根據權利要求1所述的用于特性化信號中的抖動的方法,其 中,每個采樣值具有與其相關的振幅和時間,而且形成采樣值的直方 圖包括形成與具有在預定范圍內的值的采樣相關的時間直方圖。
13. —種用于校驗可編程抖動生成器件的性能的方法,包括 對該抖動生成器件進行編程,以產生具有設定抖動量的信號; 根據權利要求1所述的方法特性化該信號中的抖動,以獲取該信 號的特性;以及根據該信號的特性,確定產生的信號是否包括設定的抖動量。
14. 根據權利要求13所述的用于校驗可編程抖動生成器件的性能 的方法,其中對該抖動生成器件進行編程以產生具有要求的抖動量的信號包 括指定相位調制函數;以及使概率分布函數擬合于該直方圖包括使具有與該相位調制函數相匹配的概率分布的概率分布函數擬合于該直方圖。
15. 根據權利要求13所述的用于校驗可編程抖動生成器件的性能 的方法,其中該信號具有約10GHz的頻率。
16. —種用于校驗可編程抖動生成器件的性能的方法,包括a) 對該抖動生成器件進行編程,以產生具有設定的抖動量的抖 動調制信號,且該抖動調制信號是根據調制函數被調制的;b) 形成抖動調制信號值的出現時間的直方圖;c) 使概率分布函數擬合于該直方圖,該概率分布函數具有與該 調制函數的概率分布函數成正比的分量和與隨機函數的概率分布函數 成正比的分量;以及d) 根據與擬合于該直方圖的概率分布函數進行調制的概率分布 函數成正比的分量,特性化抖動。
17. 根據權利要求16所述的用于校驗可編程抖動生成器件的性能 的方法,其中該調制函數是正弦波,而該隨機函數是高斯函數。
18. 根據權利要求16所述的用于校驗可編程抖動生成器件的性能 的方法,其中形成值出現時間的直方圖包括對該抖動調制信號進行采樣;選擇其值在圍繞該值的帶范圍內的采樣; 將選擇的采樣劃分為子區(qū)。
19. 根據權利要求16所述的用于校驗可編程抖動生成器件的性能 的方法,還包括改變該抖動調制信號的設定特性,然后,重復步驟b)至d)。
20. —種測試系統,被配置用于提供具有設定的信號中抖動量的信號,該測試系統包括 基準時鐘;可編程抖動生成模塊,包括相位調制器,具有調制輸入、信號輸入以及調制輸出,該調制輸 出是利用與該調制輸入成正比的數量進行相位調制后的信號輸入;合成器電路,具有根據基準時鐘產生的輸出,該合成器電路的輸出用作信號輸入;采樣器件,接收調制輸出,然后,作為輸出來提供該調制輸出的 多個采樣;計算機處理器,接收該調制輸出的多個采樣,該計算機處理器具 有與其相關的程序,該程序控制該計算機,以通過形成采樣值的直方圖,并使至少具有一個表示了該調制輸入的概率分布函數的分量的概 率分布函數擬合于該直方圖,來對該采樣進行分析。
21. 根據權利要求20所述的測試系統,其中用于控制該計算機處 理器以分析該采樣的程序包括控制該計算機,以使至少具有兩個分量的概率分布函數擬合于該直方圖,所述兩個分量包括調制輸入的概 率分布函數和隨機抖動源的概率分布函數。
22. 根據權利要求20所述的測試系統,其中采樣器件采集15,000 至45,000個采樣。
全文摘要
一種用于特性化周期信號的抖動的系統和方法。利用采樣器件,對該信號進行采樣。采集用于表示了在該周期信號的多個周期中的特定信號值的一組采樣。利用這些值形成直方圖。該直方圖與概率分布函數匹配。通過識別用于使該概率分布函數成形匹配于實際采樣的直方圖的參數,確定該抖動的特性??梢詫⑦@種技術應用作為抖動生成儀器的校準或者校驗的一部分,諸如可以用于測試半導體器件??梢岳帽恍蕿榉螻IST標準的采樣器件進行測量。以次方式,則該抖動測量值變?yōu)镹IST標定的。
文檔編號G01R13/02GK101133336SQ200580033047
公開日2008年2月27日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權日2004年9月29日
發(fā)明者劉馳兵, 穆罕默德·泰克 申請人:泰拉丁公司