颤动测验共同性研讨
相关性研讨提醒了不同的颤动剖析办法(“Scopes”）在不同的条件下给出了不同的成果。共同性研讨的仪器包含1台BERT，３台实时采样示波器，1台等效采样示波器，和1台时刻距离剖析仪，有些仪器和相关性研讨中的相同。因为咱们首要关怀了解相关性和共同性的办法，连续在相关性研讨中的标签，将5种剖析办法称为“Scopes Ｈ”到“ScopeL”。
在共同性研讨中，咱们比较了不同scopes在精细颤动发射器发生已知颤动起伏下的丈量成果，重视Tj和Rj的丈量成果，因为他们关于比方PCIE，FibraChannel，SATA，SAS，FBDIMM等规范的共同性验证是十分重要的。Dual-Dirac界说的Dj在规范中也是十分重要的，如上所示，并非一切的制造商清楚地指出陈述是Dual-DiracDj或许是企图丈量实践的peak-peakDj，一旦得出Rj和Tj，Dual-DiracDj是彻底受约束的。
精细颤动发射
因为精细颤动发射器的规划和校准是共同性研讨的根底，如Figure10所示，发射器被规划成选用大规模不同起伏和Rj，Pj，ISI，DCD的混合发生一系列大的Tj值。高斯Rj由rms宽度δ决议。Pj，ISI，DCD的peak-peak值由散布的peak-peak扩展决议。体系调试和共同性测验的相关Dj重量是依靠于Dual-Dirac模型的Dj，咱们从Tj（10-12）校准水平缓Ref.[1]描绘的Rj核算出Dj。
咱们挑选可取得精确丈量的办法的条件，咱们作业在一个单一的数据速率2.5Gb/s，一个单一的测验码型，一个长度为2^7-1的规范PRBS，一对运用了单端传输线的单一NRZ逻辑电平，280mV标明逻辑“1”，-280mV标明逻辑“0”。
因为每个测验设备发生的Rj都契合高斯散布的假定，咱们运转大的长度以便供给能在BER至少为10-12下契合带有尾巴高斯散布的Rj信号，并且在频域上是滑润的（滑润超出大约40MHz）。咱们做了不同噪声源的翔实剖析，可是没有一个尾部契合要求程度的高斯散布。出于这个原因，咱们运用两台矢量信号发生器供给Rj。
颤动起伏的校准可追溯到NIST。可是，发射器基线的校准，当没有颤动有意运用时由发射器发生的颤动仅部分可追溯到NIST[2]。独立于发射途径的基线发射器的颤动散布和不确定度为0.27ps的基线rmsRj为0.685ps的纯高斯散布是共同的。基线ISI由传输途径介于颤动测验设备和不确定度为1ps的3.9ps的发射器发生。正弦和三角Pj的起伏不确定度优于1%。Rj发射信号精确度大约是1.5%，可是带有发射器基线的额定常数。DCD的校准水平精确度少于或大约是1ps，ISI的校准水平精确度大约是0.5%。DCD和ISI混合的校准彻底由ISI和DCD的相互影响核算出。差错在下边数据中由在Ref.[2]中描绘的给定的颤动条件不确定度累计。不确定度经过这个文档用图表给出了测验设备功能的共同性规模，举个比方，假如在没有颤动的状况下一个测验设备给出的Rj值为0.9ps，另一个给出了0.5ps，这两个丈量都和咱们能分辨出的最好的保持共同。因为咱们彻底了解每个Rj和Dj信号和其依靠联系，Tj（10-12）校准直接核算得出。
颤动测验条件
研讨的这一部分，咱们挑选了能反映实践运用的颤动起伏。咱们运用ISI和DCD的三个起伏，别离称为关（O），低（L），高（H），Rj的5个（包含“off”）起伏和用0~4标明的正弦Pj。低起伏类似于一个网络元素会导致和依然经过大多数规范的共同性测验，高起伏类似于只是经过或彻底不经过。在大多数运用中，Tj（BER）占控制优势的是Rj和ISI的时刻重量。Rj的典型规模在2-5ps，相当于Tj（10-12）值28-70ps。共同性测验中，咱们挑选如表6所示的4个Rj起伏——这些值比在相关性研讨要小的多。ISI能够大规模改动；典型的30-45英寸背板迹线在2.5Gbps时会发生70-140ps的peak-peak。咱们经过在传输途径刺进30和45英寸长的PCB迹线然后发生与两个起伏对应的ISI，如图6所示。典型的Pj实在值是很难估量的，假如板上的晶振屏蔽杰出，Pj的水平是0。出于代表性，咱们挑选关于一切的正弦（15MHz）和三角波（2MHz）peak-peakPj起伏在7-28ps的规模，如表6所示。三角波颤动用来检测Rj丈量的频谱技能——低幅值，高频率的Pj谐波能否引起Rj过错。表6中给出的不确定度包含基线和规范办法生成信号校准的计算和体系不确定度。rmsRj净值不确定度大约是10%，peak-peakDj大约是2%。
Scope装备
Scopes装备首要是两方面。榜首，装备被规划成不同的测验设备应给出相同的成果。举个比方，被装备成丈量全颤动-频率带宽。第二，Scopes被装备成运用最小改动的默认设置和适用于一切测验状况的独自装备，这也是大多数工程师设置设备的办法。咱们运用用户手册里指明给出最好成果的设置。
颤动丈量和精细源之间的比较
Figure11a给出了相关于校准的实践Tj（10-12）每个Scopes曲线的最快Tj（10-12估量。Figure11b给出了经过估量标明校准不确定度的误码柱估量而得出的Tj误码百分比——任安在笔直跨度内的丈量值应该考虑成和实在值共同。Figure11c展现了Rj的丈量值vs实在的Tj（10-12），包含实在的Rj值和他们的不确定度。简略颤动环境下的Rj丈量值和实在值之间的差错是小的，但在杂乱的环境下大多数剖析仪的不精确度介于100%和500%之间。
Tj（10-12）值<25ps的不确定度由挨近Tj噪底的发射器基线和颤动剖析仪决议。从左到右（Figure11），颤动条件变得越来越杂乱。Tj极小的差错关于大多数剖析仪都是更大或更小的常数。可是，Figure11a和Figure11c所示从校准值（白线）得到的丈量值的差错显现了跟着颤动条件越来越杂乱，大多数颤动剖析仪的精度下降了。
Figure11展现了咱们的首要调查：当剖析由Rj引起差错的noise和DDj时颤动剖析技能失效了。三个影响颤动剖析精度的要害部分是：
1.低电压噪声数据收集。测验设备的电压噪声会转化成时序噪声和引起RJ的过错。问题是带有缓慢上升/下降时刻的信号逐步变得严峻，比方，在高ISI环境中。
2.和测验码型是相关的（比方DDj）颤动应该能够从非相关颤动（比方Rj*Pj）优先测验δ别离出来。关于运用习惯算法然后得出Rj的趋势和引起DDj差错的Rj，DDj改动了颤动散布和浴盆曲线特性。
3.Rj（比方δ）应该由颤动频谱的噪底积分取得。
为什么不同的Scopes给出了不同的成果
不共同的最大原因如Figure12所示，Rj从不同的颤动条件中别离出来。Figure12a和Figure12b展现了一切的Scopes在仅有Rj或Pj简略的条件下体现杰出。Figure12c和Figure12d展现了跟着传输通道长度的添加导致了——DDj的添加和Rj的稳定——大多数剖析仪给出的Rj值添加了；那就是，Rj引起了DDj差错。至少有两个原因：榜首，Scope的电压噪声转化成了时序噪声和解释为Rj；第二，跟着Dj源的组合变得杂乱，Dj散布尾部变得滑润和从头出现出高斯散布，引起习惯尾部的技能，或许误码率作为采样时刻延迟的函数BER（x)，或许很难从Dj区分Rj的颤动散布。
硬件的影响
精细的颤动发射器经过PCB迹线的滤波和衰减效应发生ISI。别的为了经过ISI的时刻重量添加DDj，ISI的笔直重量添加了信号的上升/下降时刻和颤动仪的噪声转化成每个陈述RJ的颤动剖析算法。
在相关性研讨中，Scope电压噪声的影响被十分高的Rj9psrms淹没了。实时示波器的噪底跟笔直灵敏度设置到最小时的肯定噪底是休戚相关的。咱们研讨用的实时示波器具有30-40mdivrms的噪底。笔直灵敏度设置为100mV/div时，实践的噪底是3-4mVrms。等效采样示波器的噪底典型值是0.25mV。Scope采样时钟颤动，触发颤动，时基的线性度，以及由电压噪声下降的转化时刻精度影响是十分惊人的。
算法的影响
算法方面，数据系列中测到的Rj不包含DDj是十分重要的。跟着更多Dj重量发生，Dj的散布逐步出现高斯散布。为了避免算法将DDj陈述成Rj，应该测验数据系列中跟测验数据非相关的Rj。咱们能够经过Figure11看到这种状况。ScopesI，J和L运用一种或其它类型的过滤技能将Rj从整个数据系列中抽取出来。坐落100和150ps的区域由带有低Rj和高DDj的颤动条件决议，跟着颤动条件变得越来越杂乱这些Scopes的Rj逐步被高估，原因是跟着越来越多的Dj源被包含进来Dj散布的鸿沟变得润滑并从头出现高斯散布。当DCD和ISI组合成Pj的不同形状时，散布的边际是污浊的。润滑的Dj散布由一个尾部可被高斯界定散布的高斯Rj成果环绕——但并不是Rj高斯，有点比潜在的Rj宽度δ具有更大宽度的高斯。现在调查ScopesH和K丈量中去掉从数据优先提取了Rj的DDj并给出最精确的Rj丈量。
相关颤动比方DDj一旦从散布中去除，等于Rj在颤动频谱中的有效值噪音给出更精确的Rj成果。最好精度的频谱技能的原因是简略的。精确习惯到BER(x)的尾部或颤动散布要求很多的计算样点以确保fit中包含的区域首要由Rj而不是Dj决议。当移除相关颤动长时运转时，关于非相关颤动是或许的——比方三角Pj——歪曲了fit。运用颤动频谱量测Rj的潜在缺陷是经过在频谱中摹拟噪声污染非相关散布的相邻通道串扰是或许的。一个两难的途径是相邻通道封闭时丈量Rj，然后翻开串扰通道并履行不带有串扰的并将Rj值固定到丈量值的颤动剖析。
大多数飘忽不定的成果都由空褐色圆圈曲线所示的ScopeL给出。在Rj决议的环境中对Tj的轻视阐明算法参数影响是如此之大。假如咱们只是考虑带有Rj的颤动条件很简略看到发生的状况。Figure12b阐明当Figure13中没有DDj时ScopeL给出了精确的Rj丈量值，Figure12b所示估量的Tj（10-12）标明ScopeL在这些条件下轻视了Tj（10-12）。ScopeL运用习惯技能丈量Rj。在Rj决议的条件中，大多数naive，不精确的，运用Dual-Dirac模型应该给出精确的Tj估量值。Rj是精确的而Tj并没标明ScopeL颤动算法的规划者在调整其他重量时短少一点幻想。
共同性测验的小结
运用精细颤动发射器要求巨大的校准尽力，但成果不会引起歧义。Figure14标明Tj和Rj丈量的小结，图片中的每一列是一系列和给出颤动条件相关的丈量成果。每列的底部的柱状图标明每系列的颤动条件。在Tj和Rj丈量的不共同中添加的DDj的影响是巨大的。
定论
颤动丈量值相关性和共同性的研讨成果标明量化颤动剖析仪器的精确性是或许的。
相关性研讨标明不同的颤动剖析仪在不同的状况下会给出巨大不同的成果。在这儿运用的恶劣条件能够揣度颤动剖析仪在研讨丈量趋势和特性的特别条件下的牢靠履行才能。关于任何一个单一的颤动丈量，判别哪个颤动剖析仪正确是困难的。当颤动源能够独立变化时，辨识颤动剖析仪在特别环境下和在众所周知的特性和趋势下发生的成果比较是简略的。这种办法的优点在于事实上不需求一个精细的颤动参阅，只需求一个线性颤动发生源。相关性研讨供给了在高压力条件下颤动剖析仪精确性的剖析办法。
共同性研讨标明洁净数据收集硬件和深思熟虑软件在一起供给了颤动丈量的最好精确性。要害的算法技巧是首要别离颤动散布性，哪些和非相关并将Rj从非相关采样的颤动频谱的随机噪声提取出来。包含Rjrms，δ，Dual-Dirac模型决议的Dj丈量值是简略的并能精确估量在平直的低BER时的Tj。这个办法的优点是供给了剖析颤动剖析仪精度和精确性的途径，可是缺陷是这套设备需求更多的设备和校准。
最终，颤动依然是一个相对杂乱的论题。可是跟着对每个颤动重量实质和相互间影响的很好了解。简化好的颤动剖析算法的条件和区分一个好的颤动丈量计划是有或许的。
