AWG在高速串行信號接收性能測試中的應用(一)
現在在各個高速串行的標準測試里面,泰克無一例外都是推薦AWG(任意波形發生器)作為信號源的,很多客戶看了AWG的性能指標后都覺得很意外,AWG的性能指標并不是很高,比如說抖動,輸出信號的速率等等,為什么會使用其作為高速信號源呢?其實AWG是一臺性能滿足但功能極其強大的信號源,顧名思義,任意波形發生器,它可以模擬自然界的任何信號,弱至喃喃細語,風吹草動,強至颶風地震,山崩地裂。各種自然環境變化中產生的規則或者不規則的信號都能通過它來模擬,如果你知道規則的話,可以用數學函數的公示表達來生成,如果你不知道規則,你可以用示波器捕獲信號然后通過AWG來生成。我們成都有位AWG的專家田公子就曾經用AWG生成自己的名字顯示在示波器上,我也聽說過某個高等佛學院用AWG產生出一個蓮花寶座顯示在大堂的屏幕上。聽起來好像神乎其神!
很多客戶都將AWG和其他公司的BERT的性能進行比較,我現在也根據他們的工作原理,性能指標和應用特性進行一些分析比較,僅供大家參考。
一工作原理:
AWG稱為任意波形發生器,采用直接數字合成的方式產生信號,既可以合成數字信號,又可以合成模擬信號和帶調制的射頻信號,任意形狀的波形只要在采樣率和帶寬允許的情況下都可以下載到儀器中,進行數字合成后再輸出,波形定義的方法可以采用公式編輯,泰克軟件編輯,甚至手動描繪的方式。其能夠將噪聲,抖動,衰減,預加重,畸變等等波形特性都在合成過程中一次性的注入波形中,而且能夠將不同信號特性的波形依次無縫輸出,中間沒有任何的時間間隔。
Bert是純粹的數字信號源,只能產生數字信號,其是通過改變參考時鐘的特性,來改變輸出信號的頻率和抖動,對于抖動注入的特性,只能支持簡單的正弦PJ(周期抖動),ISI(碼間干擾)等,無法支持復雜的抖動類型,類如三角波抖動,不規則抖動,也不能支持預加重,特定的波形畸變,如果需要支持特別的抖動和信號畸變,都必須通過外部的設備或者器件通過硬件合成來實現。
二主要性能指標:
上升時間 | 最高輸出帶寬 | Tj | Rj | 最高輸出信號速率 | |
AWG7122B | 75ps | 9.6GHz | 30ps(10^12) | 0.9ps | 10Gbps |
E4***A-037 | 75ps | 未定義 | 30ps | 未定義 | 3.4Gbps |
E4***A-007 | 20ps | 未定義 | 9ps | 7Gbps | |
N4***B-C07 | 20ps | 未定義 | 9ps | 7Gbps | |
N4***B-C13 | 20ps | 未定義 | 9ps | 12.5Gbps |
在BERT的抖動規格定義中,僅僅定義了PK-PK的抖動,而未定義基于的比特數量,所以不是非常客觀的參數,隨著樣本數量的增加,抖動會加大,泰克是明確定義了基于10^12的樣本數量下的總體抖動值。AWG7122B的worst case的抖動值遠遠能滿足當前所有的高速串行標準的要求,請參考下面常用的串行標準所要求注入的最小抖動值。(下面所有指標均從相關規范可以查到)
USB 3.05Gbps | 65ps | SATA 6Gbps | 82.67ps |
HDMI 3.4Gbps | 101ps | Displayport 2.7Gbps | 179ps |
三:傳統的數字信號源如何對串行信號的特性進行模擬。
1.一般的數字信號源能夠對比較單一的規律性變化的數字信號進行模擬,如信號中含有隨機噪聲,或者信號的抖動以單一的正弦規律或者三角波規律變化的情況。可以用下圖方法在信號中使用多個儀器混合注入不同特性的抖動和噪聲實現。

使用數字信號源對規律變化的串行信號進行模擬的方法
評論