用于在實(shí)時(shí)示波器上執(zhí)行聯(lián)合抖動(dòng)和振幅噪聲分析的方法
【專利說(shuō)明】
[000。 優(yōu)先權(quán) 本申請(qǐng)要求享有2014年7月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 62/031,069的權(quán)益，該申 請(qǐng)W其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本公開設(shè)及執(zhí)行聯(lián)合抖動(dòng)和振幅噪聲分析W生成二維概率密度函數(shù)和比特誤碼 率眼圖。
【背景技術(shù)】
[0003] 在高速串行數(shù)據(jù)通信的領(lǐng)域中，定時(shí)抖動(dòng)的分析已經(jīng)是所感興趣的。利用用于抖 動(dòng)和信號(hào)質(zhì)量規(guī)范的光纖信道方法學(xué)的公開物形式化了許多概念(技術(shù)報(bào)告TR-35-2004， 華盛頓特區(qū)：ANSI/INC口S，2004)。在用于抖動(dòng)和信號(hào)質(zhì)量規(guī)范的光纖信道方法學(xué)中描述的 方法允許特定參考電壓處的定時(shí)抖動(dòng)分析。參考電壓對(duì)應(yīng)于在給定水平處通過(guò)眼圖的水平 分層（slice)。然而，所述方法沒有試圖分析電壓噪聲。
[0004]W其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文的題為"MET冊(cè)DOFPR孤UCINGA TWO-DIMENSIONALPROBABILITYDENSITYFUNCTION(PD巧EYEDIAGRAMANDBITERROR RATEEYEARRAYS"的美國(guó)專利No. 7, 522, 661描述了首先在平坦的（即具有零轉(zhuǎn)換速率 (slewrate))并且因此在理論上不受定時(shí)抖動(dòng)影響的波形位置上執(zhí)行電壓分析的方法。 然后，在其中在算術(shù)上移除噪聲影響的高轉(zhuǎn)換速率區(qū)域上執(zhí)行抖動(dòng)分析。與美國(guó)專利No. 7, 522, 661中描述的附加步驟一起，可W在垂直和水平上確定所有點(diǎn)處眼的統(tǒng)計(jì)描述。
[0005] 采樣示波器是眾所周知的。當(dāng)用于測(cè)量重復(fù)高頻電學(xué)波形時(shí)，運(yùn)樣的設(shè)備按照慣 例對(duì)相繼波形的小順次部分進(jìn)行采樣。因此，該采樣技術(shù)的累積結(jié)果提供了代表主題波形 的復(fù)合波形讀出。在美國(guó)專利No. 7, 522, 661中描述的方法良好地適配于采樣示波器的強(qiáng) 度，該采樣示波器可W被配置成反復(fù)采樣和存儲(chǔ)重復(fù)波形中的特定位置而不在波形的其余 部分上浪費(fèi)存儲(chǔ)器或其他資源。美國(guó)專利No. 7, 522, 661的方法通過(guò)使用每個(gè)圖案重復(fù)的 僅兩個(gè)采樣位置來(lái)收集信息W將抖動(dòng)從噪聲分離。
[0006] 相比之下，實(shí)時(shí)數(shù)字化示波器獲取和存儲(chǔ)足夠緊密間隔的樣本使得波形的特征可 W直接由順次樣本來(lái)表示。美國(guó)專利No. 7, 522, 661的方法導(dǎo)致實(shí)時(shí)示波器上的低效率， 因?yàn)榇蠖鄶?shù)所獲取的樣本在沒有被使用的情況下被扔掉。運(yùn)種效率的缺乏在圖案長(zhǎng)度增加 時(shí)變得更加明顯。為了積累關(guān)于如美國(guó)專利No. 7, 522, 661中描述的那樣所選擇的采樣位 置的充足統(tǒng)計(jì)量，實(shí)時(shí)示波器必須獲取和處理許多實(shí)時(shí)波形。此外，實(shí)時(shí)示波器處理關(guān)于目 標(biāo)分析點(diǎn)的鄰域中的波形的動(dòng)態(tài)特性的有價(jià)值的信息，諸如前邊緣的斜率，但是美國(guó)專利 No. 7, 522, 661的方法未能利用該信息。
[0007] 本發(fā)明的實(shí)施例解決現(xiàn)有技術(shù)中的運(yùn)些和其他限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 根據(jù)本文所說(shuō)明的方面，提供了一種用于確定輸入信號(hào)的抖動(dòng)和噪聲的方法。方 法包括通過(guò)測(cè)試和測(cè)量?jī)x器的獲取單元獲取一個(gè)或多個(gè)非相關(guān)波形記錄，從(一個(gè)或多個(gè)） 所獲取的波形確定相關(guān)波形，將相關(guān)波形劃分成單位間隔，將至少一個(gè)非相關(guān)波形劃分成 單位間隔，針對(duì)每一個(gè)單位間隔測(cè)量相關(guān)波形與非相關(guān)波形之間的定時(shí)位移（ti)W形成表 觀抖動(dòng)（a卵a(bǔ)rent-jitter)陣列（[tJ)，針對(duì)每一個(gè)單位間隔測(cè)量相關(guān)波形與非相關(guān)波形 之間的電壓位移（Vi)W形成表觀噪聲（a卵a(bǔ)rent-noise)陣列（[Vj)，針對(duì)每一個(gè)單位間隔 計(jì)算相關(guān)波形與非相關(guān)波形之間的水平偏移（tg)W形成經(jīng)補(bǔ)償?shù)倪吘墪r(shí)間陣列（[tj)，W 及針對(duì)每一個(gè)單位間隔計(jì)算相關(guān)波形與非相關(guān)波形之間的垂直偏移（Vg)W形成經(jīng)補(bǔ)償?shù)?振幅電壓陣列（[Vs])。
[0009] 根據(jù)本文所說(shuō)明的其他方面，提供了一種測(cè)試和測(cè)量?jī)x器。該測(cè)試和測(cè)量?jī)x器包 括：被配置成接收一個(gè)或多個(gè)非相關(guān)波形記錄的獲取裝置，和處理裝置。該處理裝置確定相 關(guān)波形，將相關(guān)波形劃分成單位間隔，將至少一個(gè)非相關(guān)波形劃分成單位間隔，針對(duì)每一個(gè) 單位間隔測(cè)量相關(guān)波形與非相關(guān)波形之間的定時(shí)位移（ti) W形成表觀抖動(dòng)陣列（[ti])，針 對(duì)每一個(gè)單位間隔測(cè)量相關(guān)波形與非相關(guān)波形之間的電壓位移（Vi)W形成表觀噪聲陣列 ([Vi])，針對(duì)每一個(gè)單位間隔計(jì)算相關(guān)波形與非相關(guān)波形之間的水平偏移（tg) W形成經(jīng)補(bǔ) 償?shù)倪吘墪r(shí)間陣列（[tj)，W及針對(duì)每一個(gè)單位間隔計(jì)算相關(guān)波形與非相關(guān)波形之間的垂 直偏移（Vg)W形成經(jīng)補(bǔ)償?shù)恼穹妷宏嚵校╗VJ)。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1圖示了用于實(shí)現(xiàn)用于執(zhí)行聯(lián)合抖動(dòng)和噪聲分析的方法的測(cè)試和測(cè)量?jī)x器的 框圖。
[0011] 圖2圖示了理想化的串行數(shù)據(jù)波形。
[0012] 圖3圖示了具有缺陷的波形并且限定了單位間隔。
[0013] 圖4-6圖示了相關(guān)波形和非相關(guān)波形的疊加單位間隔。
[0014] 圖7和8圖示了具有更復(fù)雜的圖案和缺陷的波形。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 在未必按照比例的附圖中，所公開的系統(tǒng)和方法的相同或?qū)?yīng)的要素由相同的附 圖標(biāo)記來(lái)標(biāo)注。
[0016] 所公開的技術(shù)使用來(lái)自處于每一比特的中屯、的垂直位移和每一邊緣上的水平位 移的信息來(lái)給出與實(shí)時(shí)示波器的特性良好匹配的非常高的處理效率。也就是說(shuō)，所公開的 技術(shù)的方法使用圖案中的所有單位間隔并且不僅僅依賴于具有零轉(zhuǎn)換速率的測(cè)量位置。
[0017] 現(xiàn)在參考圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的某個(gè)實(shí)施例的用于實(shí)現(xiàn)執(zhí)行聯(lián)合抖動(dòng)和噪聲 分析的方法的實(shí)時(shí)示波器的代表性框圖。盡管示出并且在下文中討論了實(shí)時(shí)示波器，但是 可W使用能夠獲取時(shí)域波形的合適表示的任何類型的測(cè)試和測(cè)量?jī)x器。
[0018] 示波器100可W具有禪合到附件接口 104的單獨(dú)的信號(hào)信道102,其中的兩個(gè)在 圖1中表示。每一個(gè)信號(hào)信道102可W具有單獨(dú)的獲取單元106,該單獨(dú)的獲取單元106可 W包括例如已知的電子電路和/或用于至少?gòu)谋粶y(cè)設(shè)備或信道接收模擬波形輸入信號(hào)并 且將所接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化樣本的設(shè)備。禪合到信號(hào)信道102的每一個(gè)模擬波形輸入 信號(hào)還可W禪合到觸發(fā)電路108。獲取單元106和觸發(fā)電路108可W經(jīng)由系統(tǒng)總線112禪 合到可編程處理裝置110。系統(tǒng)總線112還可W禪合到存儲(chǔ)器裝置114,該存儲(chǔ)器裝置114 可W例如采取RAM、ROM和/或高速緩存存儲(chǔ)器的形式。RAM存儲(chǔ)器可操作成存儲(chǔ)易失性數(shù) 據(jù)，諸如由獲取單元106生成的模擬波形輸入信號(hào)的數(shù)字化樣本。系統(tǒng)總線112還可W禪合 到顯示電路116W用于控制顯示段(未示出)、一個(gè)或多個(gè)大容量存儲(chǔ)單元118 (諸如硬盤驅(qū) 動(dòng)器、CDROM驅(qū)動(dòng)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器等，其從適當(dāng)?shù)拇笕萘看鎯?chǔ)介質(zhì)進(jìn)行讀取和 /或?qū)m當(dāng)?shù)拇笕萘看鎯?chǔ)介質(zhì)進(jìn)行寫入XW及前面板控制裝置120。應(yīng)當(dāng)理解的是，任何數(shù) 目的信號(hào)信道102可W被包括在示波器100中，其中每一個(gè)信道具有單獨(dú)的獲取裝置106。
[0019] 可W存儲(chǔ)和從存儲(chǔ)器裝置114 (更特別地，例如從ROM)訪問(wèn)用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)所公開 的技術(shù)的實(shí)施例的方法并且用于W其他方式控制示波器100的可執(zhí)行指令。可替換地，可 W存儲(chǔ)和從大容量存儲(chǔ)單元118的大容量存儲(chǔ)介質(zhì)訪問(wèn)可執(zhí)行指令，所述大容量存儲(chǔ)單元 118在一些實(shí)施例中可W被包括在存儲(chǔ)器裝置114內(nèi)。處理裝置110可W被實(shí)現(xiàn)為例如一 個(gè)或多個(gè)可編程微處理器，諸如由英特爾公司設(shè)計(jì)和開發(fā)的那些可編程微處理器。處理裝 置110還可W通過(guò)使用多個(gè)可編程控制器和/或一個(gè)或多個(gè)可編程數(shù)字信號(hào)處理器來(lái)實(shí) 現(xiàn)。在又一實(shí)施例中，當(dāng)使用多個(gè)控制器實(shí)現(xiàn)處理裝置110時(shí)，一個(gè)控制器可W用于控制模 擬波形輸入信號(hào)的獲取和處理而第二個(gè)控制器可W控制示波器100的其他操作。示波器 100可W通過(guò)使用操作系統(tǒng)來(lái)控制，操作系統(tǒng)諸如是由微軟公司設(shè)計(jì)和開發(fā)的Windows??， 其在一個(gè)或多個(gè)處理器或控制器110和相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)裝置100內(nèi)被存儲(chǔ)和訪問(wèn)。
[0020] 顯示電路116可W包括顯示控制器巧示出）W用于從處理裝置110接收用于控 制顯示段的指令并且也可W從數(shù)字信號(hào)處理器接收數(shù)據(jù)，數(shù)字信號(hào)處理器例如是處理裝置 110的一部分W用于由顯示段進(jìn)行的顯示?？偩€控制器(未示出）也可W被包括在處理裝置 110內(nèi)或者單獨(dú)包括在示波器100內(nèi)W用于監(jiān)視接口 104和探針122?？偩€控制器還可W 控制探針122與處理裝置110之間經(jīng)由通信總線124的通信?？偩€124可W包括I化總線、 IE邸1494總線、USB總線等，其提供雙向通信。
[0021] 電源126可W從處理裝置110接收控制信號(hào)W用于控制經(jīng)由電壓線128和附件接 口 104到探針122的電力。
[0022] 圖2描繪了表示交替比特圖案'1 0 1 0 1 0'的理想化串行數(shù)據(jù)波形200。然而， 真實(shí)波形不具有帶有無(wú)限轉(zhuǎn)換