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信号完整性剖析根底系列之二十二—— 自定义二阶PLL

概述本文介绍了自定义二阶PLL,说明了它如何正确应用于串行数据测量中以提高眼图和抖动测量精度。抖动定义的是边沿的时序不确定性。为了确

概述

本文介绍了自界说二阶PLL,说明晰它怎么正确使用于串行数据丈量中以进步眼图颤动丈量精度。

颤动界说的是边缘的时序不确认性。为了确认串行数据信号边缘的时序不确认性,边缘需求和一个参阅的时钟边缘进行比较。
关于大多数高速串行数据规范,参阅时钟是内嵌在串行数据信号里的,在测验时需求从被测信号中康复该时钟。康复时钟的办法将直接影响到丈量眼图的形状和颤动值巨细。

当时一些串行数据规范不只界说了丈量颤动的规范办法,并且也界说了时钟康复的规范办法。

低频信号边缘的改变能够经过PLL来进行盯梢,终究并没有反应在丈量出的颤动上,由于它们被PLL有效地去除掉了。反之,那些没有被PLL去除的低频信号边缘改变就会被丈量为颤动。因而,时钟康复办法的挑选影响的既是PLL的盯梢才能,也影响到终究丈量到的颤动值。

颤动丈量体系中灵敏的时钟康复不只协助支撑规范规范界说的丈量需求,并且能够作为一种强壮的剖析东西,使得您能够猜测出真实的接收机的功能。

PLL怎么习惯信号改变

为了补偿串行数据流中缓慢的时序的改变,软件时钟康复办法能够发生参阅边缘方位,并且它会依据低频的波形漂移相应地进行缓慢地调整,一起可丈量出高速颤动。如图1所示,使用界说好的截止频率,依据参阅边缘时序改变速率的增大或减小来盯梢信号速率的缓慢改变。软件PLL带宽以下的边缘时序频率成分被追寻,而高频颤动部分经过了软件滤波器,用以丈量出高频颤动值。

图1 参阅一直边缘的缓慢改变来盯梢信号的缓慢改变

下面图2表明的是一个单极点PLL,它能够盯梢低频调制,而高频的调制并没有被盯梢,被作为颤动丈量出来。单极点的低通滤波器的滚降曲线是逐步改变的进程,使得在穿插区域有一个比较大的频率规模,这部分的频率既是被盯梢也被丈量为颤动。

图2 单极点的PLL和JTF

二阶PLL的使用

相应地,单极点PLL的缓慢的滚降速率带来了颤动传递函数(jitter Transfer Function,JTF)的约束。为了保证高频颤动在低频端被截止,一起最大程度地经过颤动传递函数JTF,则需求更高阶的PLL。

在一些高速串行数据的规范,如PCI Express,Serial SATA和SAS中,需求经过扩频时钟(SSC)技能来削减EMI发射搅扰。SSC调制的频率是在低频规模内,大约30-33KHz。图3表明的是在有SSC时,没有选用二阶PLL丈量的眼图。该眼图波形被SSC调制后,根本的颤动和眼图丈量都不正确。选用一个2阶PLL,如图4所示,用户能够输入天然频率和阻尼系数来削减穿插区域的巨细,最大程度地阻挠频带内的衰减。

图3 有SSC时,用一阶PLL丈量到的眼图

图4 自界说二阶PLL的设置界面

图5 有SSS有,选用二阶PLL丈量的眼图

图5表明相同的信号,可是选用了二阶PLL,将天然频率设置为1MHz,阻尼系数设置为0.707时的眼图。二阶PLL使得低频截止得很快,一起有更好的传递函数,有才能盯梢PLL带宽规模内的线性相位和频率改变。

定论

参阅时钟康复函数是颤动丈量的根本部分,该函数的特性影响到追寻的才能和丈量到的颤动值巨细。PLL的盯梢才能关于有SSC时精确丈量眼图和颤动是很重要的,并且颤动传递函数的高通截止频率操控了丈量的颤动值。从这个方面来说,颤动丈量体系能够用于仿真串行数据接收机的作业,因而,真实的接收机的功能能够精确地进行猜测评价。

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