電磁兼容設(shè)計-理解和檢定定時抖動入門手冊

1、 入門手冊 理解和檢定定時抖動理解和檢定定時抖動入門手冊目錄引言3第一章：抖動的結(jié)果3計算機總線設(shè)計3串行數(shù)據(jù)鏈路4第二章：什么是抖動？42.1“短期”的界定：抖動與漂移的關(guān)系42.2“重要時點”的界定：參考電平52.3“理想位置”的界定：時鐘恢復52.4 周期性抖動、周期間抖動和TIE6第三章：抖動測量和可視化83.1 抖動統(tǒng)計83.2 抖動直方圖83.3 抖動與時間關(guān)系(時間趨勢103.4 抖動與頻率關(guān)系(抖動頻譜113.5 眼圖12第四章：抖動的分離134.1 分解抖動的動機134.2 抖動模型135.1 抖動預算205.2 浴盆曲線215.3 BER實例22第六章：小結(jié)23附錄A：縮略

2、語詞匯表23參考資料23理解和檢定定時抖動入門手冊引言第一章：抖動的結(jié)果定時抖動是采用電壓轉(zhuǎn)換表示定時信息的所有電子系統(tǒng)“猜測的成本很低。但猜錯了，卻要付出高昂的代價?！敝胁皇軞g迎的伴生物。從歷史上看，通過采用相對較低Chinese Proverb的信令速率，電子系統(tǒng)已經(jīng)減少了定時抖動(或簡稱為“抖動”的不利影響。結(jié)果，與其破壞的時間間隔相比，為什么應該關(guān)注抖動呢？抖動對系統(tǒng)性能有什么影響？抖動引入的誤差已經(jīng)很小了。當前高速串行總線和數(shù)據(jù)鏈路有關(guān)的定時余量表明，必須在整個系統(tǒng)中更加嚴格地控制抖動。隨著信令速率攀升到2 GHz以上，同時電壓擺幅不斷縮小，以節(jié)約功率，系統(tǒng)中的定時抖動占信令間隔的比

3、例正變得越來越大。在這些情況下，抖動已經(jīng)成為限制性能的一個基本因素。為成功地設(shè)計高速系統(tǒng)，可靠地滿足性能要求，首先要理解什么是抖動及怎樣檢定抖動。本文第二章將介紹更加全面的抖動定義，但從概念上講，抖動是定時邊沿偏離了“正確的”位置。在基于時鐘的系統(tǒng)中，定時抖動是最明顯、最直接的不理想形式。在采用噪聲形式時，必須把抖動作為隨機過程進行處理，并檢定其統(tǒng)計特點。如果有一種方式能夠測量抖動統(tǒng)計數(shù)據(jù)，那么可以比較各個元器件和系統(tǒng)，選擇上下限。但是，單純通過這種方法并不能有效地提煉和調(diào)試尖端設(shè)計。只有全面分析抖動，才能隔離根本原因，從而可以系統(tǒng)地減少抖動，而不是通過試錯法來處理這個問題。這種分析采用抖動可

4、視化和分解的形式，本文第三章和第四章對此進行了詳細的討論。盡管電子抖動和光抖動的成因、行為和檢定之間有許多類似之處，但用來測量光系統(tǒng)中的抖動的設(shè)備與電子系統(tǒng)中使用的測量設(shè)備不同。本文的主要重點是電子系統(tǒng)的抖動問題。在本章中，我們考察了兩種情況：高速計算機總線和串行數(shù)據(jù)鏈路。對每種情況，我們都更加詳細地考察了抖動的具體影響。計算機總線設(shè)計假設(shè)您正在研制一種新的嵌入式處理器設(shè)計，在讀取閃存時發(fā)現(xiàn)偶爾出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤。您懷疑在寫啟動(WE的上升沿方面，生成閃存芯片啟動(CE的地址解碼沒有滿足設(shè)置時間要求。您使用高速示波器測試了CE 和WE 信號，觀察其定時關(guān)系。在單擊采集10次后，您測量的時長為87 -

5、 92 ns，高于最低建立時間75 ns，看起來似乎余量還不錯。但足夠的余量是多少呢？采集次數(shù)是否足以消除您擔心有時會違反建立時間要求的疑慮呢？違反時間要求的概率有多大呢？在以無窮大的余輝模式分析幾百萬個波形之后，您看到建立時間最短為82 ns，您確定建立時間可能還是有問題。但問題是由于什么原因引起的？是系統(tǒng)時鐘周期變 化、還是地址解碼器、還是其它原因？理解和檢定定時抖動入門手冊串行數(shù)據(jù)鏈路您的千兆位以太網(wǎng)物理層收發(fā)機芯片馬上就要研制成功了，您有點擔心不久將由外部測試機構(gòu)進行的一致性測試。標準文件中的規(guī)范要求測量相對于局部數(shù)據(jù)時鐘的數(shù)據(jù)抖動，另外要求測量時鐘相對于無抖動參考源的抖動，等等。不管

6、是哪種情況，您都希望保證擁有足夠的余量，在一致性測試實驗室中能夠獲得滿意的結(jié)果。通過以無窮大的余輝模式使用示波器，您開始檢查數(shù)據(jù)時鐘上的峰到峰抖動。由于示波器可以在屏幕上定義直方圖框，您使用這種功能，生成邊沿位置的直方圖。您發(fā)現(xiàn)峰到峰值為550 ps，規(guī)范要求的峰到峰值必須小于300 ps。幸運的是，300 ps規(guī)范是在通過5kHz高通濾波器濾波后的抖動。不幸的是，您沒法知道直方圖中哪些部分的抖動是由于頻率低引起的，而可以完全忽略這部分抖動。您檢查了相對于時鐘的數(shù)據(jù)線上的抖動，發(fā)現(xiàn)這一抖動也危險地接近規(guī)范極限值。但是，您懷疑這一抖動并不是芯片內(nèi)部原因引起的，而是由于測試板導致的，這個測試板不符

7、合布置不同數(shù)據(jù)線的優(yōu)質(zhì)設(shè)計慣例。您知道，抖動可能源自測試板上的開關(guān)電源，但必需確定測得的抖動有多少是由這個來源引起的。這種情況和上面的情況說明，即使高性能示波器有時也不能提供足夠的功能，來解答所有問題。為真正保證設(shè)計的可信度，您可能需要兩種額外的工具，這些工具可以用來執(zhí)行先進的抖動分析，有效地掌握定時抖動的基本成因和特點。第二章：什么是抖動？SONET 規(guī)范提供了簡單、直觀的定義1：“抖動可以定義為數(shù)字信號在重要時點上偏離理想時間位置的短期變化?！边@個定義指明了抖動的本質(zhì)，但在明確使用這一定義前，還必須具體了解某些單獨的術(shù)語(短期、重要時點、理想位置。在所有實際應用中，抖動具有隨機成分，因此必

8、須使用統(tǒng)計術(shù)語指定抖動。必須使用平均值和標準偏差等指標以及置信區(qū)間等項目，建立有意義的、可復現(xiàn)的測量。盡管意義重大，但從統(tǒng)計數(shù)學角度分析這些基本概念超出了本文討論的范疇，本文最后的參考資料為希望更加深入地探討這些概念的讀者提供了部分參考書目。2.1 “短期”的界定：抖動與漂移的關(guān)系根據(jù)慣例，人們在對偏差與時間關(guān)系進行傅立葉分析的基礎(chǔ)上，把定時偏差分成兩類，分別稱為抖動和漂移。(第3.3-3.4節(jié)中更加詳細地介紹了這類分析 發(fā)生得慢的定時偏差稱為漂移。抖動則是指發(fā)生得比較快的定時偏差。ITU 2把漂移和抖動之間的門限定義為10 Hz，但也可能會遇到其它定義。在許多情況下，漂移對串行通信鏈路影響很

9、小或沒有影響，因為時鐘恢復電路可以有效地消除漂移。2.2 “重要時點”的界定：參考電平根據(jù)我們的定義，重要時點是指數(shù)字信號的邏輯狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換或邊沿。更具體地說，重要時點是指轉(zhuǎn)換信號跨過選定的振幅門限的那一刻，振幅門限可以稱為參考電平或判定門限。對兩個電平的信號(這是迄今最常見的情況，通常使用信號電壓平均值作為這個參考電平。如果將由Schmitt 觸發(fā)器輸入接收相關(guān)信號，那么在分析上升沿時，可能希望使用一個參考電平，在分析下降沿時可能希望使用不同的參考電平。在我們的定義中，“數(shù)字信號”可能是比較樂觀的說法，因為對高速信號，轉(zhuǎn)換是具有上升時間和轉(zhuǎn)換速率限制的模擬事件。在很短的有限時間內(nèi)，在信號傾

10、斜通過參考電平時，破壞波形的任何電壓噪聲將成比例轉(zhuǎn)換成定時抖動。理解和檢定定時抖動入門手冊2.3 “理想位置”的界定：時鐘恢復在能夠測量數(shù)字信號偏離理想位置之前，必須先識別理想位置。對時鐘類信號(1和0交替，理想位置在概念上與無抖動時鐘對應，無抖動時鐘的中間頻率和相位與被測時鐘相同。對數(shù)據(jù)信號要特別注意，因為當相同位在一行中重復兩次以上時，不會發(fā)生任何事件(轉(zhuǎn)換。時鐘恢復是指建立參考時鐘定時的過程。時鐘恢復的方法之一是使用在最小二乘法中最有效地擬合被測事件的恒定頻率的時鐘。這意味著采用的參考時鐘的形式為：A·sin(c t + c 其中c 和c 是常數(shù)。選擇這些常數(shù)時要保證參考時鐘和

11、被測時鐘之間的時間誤差的平方和達到最小。在分析長度有限的連續(xù)數(shù)據(jù)塊時，這是一個優(yōu)秀的方法。如果數(shù)據(jù)時長足夠長，那么抖動測量結(jié)果可能會包括漂移和抖動。在這種情況下，可以在以后使用高通濾波器，去掉漂移成分。時鐘恢復的另一種有效方法是使用鎖相環(huán)(PLL。PLL連續(xù)跟蹤被測數(shù)據(jù)符號速率中緩慢的變動。結(jié)果，它對信號中保留的抖動作為高通濾波器使用。由于大多數(shù)數(shù)據(jù)通信鏈路在接收機中使用PLL，所以這種測量方法具有一個優(yōu)點，可以使用被測器件建立系統(tǒng)行為模型。為實現(xiàn)測量的一致性和復現(xiàn)性，許多數(shù)據(jù)通信規(guī)范定義了黃金PLL 。在這里，黃金只是指PLL 特點具有精密的定義和嚴格的控制。如果使用符合這些規(guī)范的PLL在多

12、個器件上測量抖動，那么可以客觀地比較抖動，并在邏 輯上把抖動與器件將使用的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)起來。理解和檢定定時抖動入門手冊2.4 周期性抖動、Cycle-Cycle抖動和TIE可以通過多種方式在一個波形中測量抖動，包括周期性抖動、Cycle-Cycle 抖動和時間間隔誤差(TIE。了解這些測量指標的相互關(guān)系及其意義非常重要。圖2.4a 說明了具有定時抖動的時鐘類信號。虛線表示理想的邊沿位置，與無抖動型號的時鐘相對應。測量項目P1、P2和P3表明的周期性抖動用來測量波形中每個時鐘周期的時間。這是可以執(zhí)行的最簡單、最直接的測量。通過調(diào)節(jié)示波器，并對無窮大余輝設(shè)置顯示結(jié)果，可以顯示略長于一個完整時鐘周期的周

13、期，進而可以估計峰到峰值。如果示波器在第一個邊沿上觸發(fā)，可以在第二個邊沿上查看周期性抖動，如圖2.4b 所示。圖2.4a中的C2和C3表明的Cycle-Cycle抖動用來測量時鐘周期在任意兩個相鄰周期之間的變化程度。如圖所示，通過對周期性抖動應用第一階差運算，可以得到周期間抖動。用戶可能非常關(guān)注這個測量結(jié)果，因為它顯示了可能會影響時鐘恢復PLL的瞬時動態(tài)。注意，為計算周期性抖動或Cycle-Cycle 抖動，不要求了解參考時鐘的理想邊沿位置。圖2.4a 中的測量項目TIE1到TIE4說明了時間間隔誤差。TIE測量時鐘的每個活動邊沿從理想位置的變動。為執(zhí)行這一測量，必須知道或估計理想的邊沿。為此

14、，很難使用示波器直接觀察TIE，除非提供某種時鐘恢復或后期處理手段。在從額定(理想時鐘周期中減去每個測得的周期后，通過對周期性抖動求積分，也可以獲得TIE。TIE非常重要，因為它說明了即使少量的周期性抖動隨著時鐘推移也可能會產(chǎn)生累計效應。一旦TIE達到±0.5單位間隔，那么眼圖將閉上，接收機電路將出現(xiàn)誤碼。圖2.4c 提供了一個實例，說明了針對某個波形，這三個抖動測量項目的相互關(guān)系。在本例中，波形的額定周期是1µs，但實際周期采用的模式是8個990 ns周期后跟著8個1010ns 周期。理解和檢定定時抖動入門手冊理想的邊沿位置測得的波形周期性抖動 與 Cycle-Cycle

15、 抖動 與 時間間隔誤差圖2.4a 不同的抖動測量項目被調(diào)制時鐘周期性抖動Cycle-Cycle 抖動 圖2.4b 使用光標測量的周期性抖動時間間隔抖動圖2.4c 不同測量的趨勢圖理解和檢定定時抖動入門手冊第三章：抖動測量和可視化本章將討論量化和/或分析抖動使用的部分工具和技術(shù)。3.1 抖動統(tǒng)計由于所有已知信號包含具有隨機成分的抖動，因此必須采用統(tǒng)計手段，正確檢定抖動。某些常用的手段包括：平均值：時鐘周期的算術(shù)平均值或平均值是額定周期。這是頻率計數(shù)器將測量的頻率的倒數(shù)。TIE 的平均值在理論上是零，盡管根據(jù)采用的測量技術(shù)，可能會有少量的殘余值。標準偏差：標準偏差用希臘字母sigma (表示，用

16、來測量從平均值變化的平均量。標準偏差在描述高斯過程中特別有用，因為高斯分布完全是通過平均值和標準偏差規(guī)定的。我們將在第4.3節(jié)中進一步討論這個問題。最大值、最小值和峰到峰值：最大值和最小值一般指測量間隔過程中實際觀察到的值，峰到峰值則是最大值與最小值之差。應明智地使用這些指標。對確定性信號，即使在相對較短的測量間隔之后，這些值仍可能會等于實際值。但對具有高斯分布的隨機信號，理論上最大值和最小值沒有限制，因此觀察到的峰到峰值一般會隨著時間推移而增長。為此，應與樣本總量及分布類型的某些知識一起使用峰到峰值。樣本總量: 樣本總量是統(tǒng)計數(shù)據(jù)集中包括的各個觀察的總數(shù)。在隨機過程中，樣本總量高可以直觀地提

17、供更高的置信度，保證測量結(jié)果的復現(xiàn)度。如果已知分布特點或可以估計分布特點，可以計算把測量不確定性降低到希望點以下所需的樣本總量。圖3.2a 測量直方圖3.2 抖動直方圖直方圖是繪制數(shù)據(jù)集中的測量值與測量發(fā)生頻率關(guān)系的圖。如果數(shù)據(jù)集內(nèi)的測量數(shù)量大，直方圖可以很好地估計集合的概率密度函數(shù)(pdf。例如，如果滾動模具1000次，并記錄結(jié)果，結(jié)果會如圖3.2a 中所示，其中HITS 軸表明每個值發(fā)生的次數(shù)。注意，直方圖沒有提供與觀察結(jié)果發(fā)生順序有關(guān)的任何信息。 中所示的三角形波進行調(diào)制。理解和檢定定時抖動入門手冊圖3.2b 時間間隔誤差測量的直方圖圖3.2c 應用到數(shù)據(jù)信號的預計正弦波調(diào)制理解和檢定定

18、時抖動入門手冊圖3.2d 繪制為直方圖的被調(diào)制信號的間隔誤差圖3.3a 繪制為趨勢圖的被調(diào)制信號的間隔誤差如果這個三角形波以任意時點取樣，那么樣點值位于-15ns 和15ns 之間任意地方的概率是相同的。因此，被調(diào)制信號的TIE 直方圖以大體相等的概率分布在±15ns 上，如圖3.2d 中所示。(直方圖左邊沿和右邊沿的傾斜尾部表明抖動仍具有高斯成分。3.3 抖動與時間關(guān)系(時間趨勢由于抖動直方圖不能說明測量觀察結(jié)果發(fā)生的順序，所以它不能揭示可能表明調(diào)制或其它周期成分的重復模式。抖動值與時間關(guān)系圖可以使這種模式明顯化。例如，通過繪制圖3.2d 中調(diào)相信號的TIE 與時間關(guān)系圖，得到了圖

19、3.3a?，F(xiàn)在，抖動變化模式變得明顯了，它與多個耦合噪聲的可能來源的關(guān)聯(lián)也會顯現(xiàn)。注意，抖動的隨機成分仍可以視作增加到三角形調(diào)制中的噪聲。理解和檢定定時抖動 入門手冊圖3.4a 繪制為頻譜圖的被調(diào)制信號的時間間隔誤差3.4 抖動與頻率關(guān)系(抖動頻譜由于可以繪制抖動測量結(jié)果與時間關(guān)系圖，因此一個明顯的延伸是對這些測量結(jié)果運用傅立葉轉(zhuǎn)換，在頻域中顯示結(jié)果。這可以得到抖動頻譜，其中在水平軸上顯示調(diào)制頻率，在垂直軸上顯示調(diào)制振幅。頻譜分析的優(yōu)點之一是通?？梢悦鞔_地區(qū)分周期成分，否則寬帶噪聲可能會掩蓋這些周期成分。我們?nèi)允褂蒙厦娌捎萌切握{(diào)制的時鐘實例。圖3.4a 顯示了與圖3.3a 相同的TIE 測量

20、，其顯示為TIE 頻譜?，F(xiàn)在，我們看到，三角形調(diào)制的基本頻率為15 kHz，如藍色光標所示。在理論上，用傅立葉序列僅表示三角形波具有奇數(shù)諧波。頻譜確認了這一點，其中可以在3kHz、5 kHz、7 kHz等清楚地看到成分。它仍將顯示隨機噪聲，但在本圖中，它顯示為寬的扁平的噪聲層。前面提到，根據(jù)慣例，傅立葉成分低于某個上限(通常是10 Hz的定時偏差被看作漂移，而不是抖動。從更實用的角度看，某些其它頻率限制(如系統(tǒng)時鐘恢復環(huán)的環(huán)路帶寬可以確定能夠安全地容許哪些噪聲。抖動的 頻譜圖可以揭示是否要關(guān)注系統(tǒng)中的噪聲。理解和檢定定時抖動入門手冊3.5 眼圖到目前為止，討論的所有方法都僅依賴邊沿位置。通過檢

21、測波形什么時候跨過一個或多個振幅門限，可以從波形中提取這些位置。眼圖是一種比較常用的工具，因為它可以查看波形的振幅行為及定時行為。在波形的許多短段疊加在一起，從而對齊額定邊沿位置和電壓電平時，可以生成眼圖，如圖3.5a 所示。一般來說，圖中畫出了兩個單位間隔的水平間隔。波形段可以是相鄰的，如圖所示，也可以從間隔更廣的信號樣點中提取。如果波形可以復現(xiàn)，可以使用取樣示波器，從多個波形中以隨機延遲提取的各個樣點中建立眼圖。在風格化的圖3.5a 中，使用顏色說明了各個波形段怎樣構(gòu)成一個眼圖。在實踐中，眼圖通常是黑白的，或使用顏色表明顯示屏任何給定點上的波形樣點密度。圖3.5b 說明了具有多類噪聲的波形

22、的彩色密度顯示圖。在這個圖中，使用白箭頭表示眼圖張開的垂直范圍和水平范圍。當信號上的噪聲提高時，眼圖張開程度變小，包括水平方向、垂直方向或同時兩個方向。據(jù)說在圖的中心沒有任何張開區(qū)域時，眼圖將會閉上。生成眼圖的最簡便方式是在長余輝顯示模式下使用示波器。在使用這種方法時，應該注意觸發(fā)示波器的方式。簡單地觸發(fā)一個波形邊沿將導致一個眼圖，顯示波形與該邊沿的相對關(guān)系。這與表明波形與底層位時鐘關(guān)系的眼圖有很大的差別。為生成與位時鐘關(guān)系的眼圖，必需使用某種形式的時鐘恢復功能，包括軟件或硬件。如果示波器沒有提供這種功能，可以使用從外部時鐘恢復電路中導出的觸發(fā)器。通過把圖3.5b 中的密度眼圖轉(zhuǎn)化成三維圖，并

23、使用判定門限進行分割，如圖3.5c 所示，可以查看眼圖與TIE 直方圖的關(guān)系。粉紅色的區(qū)域相當于眼圖中兩個過零點的第一個點。圖3.5a 建立實時眼圖圖3.5b 帶有顏色等級的波形數(shù)據(jù)庫圖3.5c 在波形數(shù)據(jù)庫中，顏色可以表示樣本總量理解和檢定定時抖動入門手冊典型的PDF周期性抖動(PJ有界確定性抖動(DJ數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(DDJ總體抖動(TJ占空比抖動(DCD無界隨機性 抖動(RJ圖4.2 抖動由隨機性部分和確定性部分組成第四章：抖動的分離“所有模型都是錯誤的，但有些模型很實用。”W. Edwards Deming抖動分離或抖動分解是一種分析技術(shù)，它使用參數(shù)化模型，描述和預測系統(tǒng)行為。本章闡述了為

24、什么使用這種技術(shù)，并提供了與當前最常用的抖動模型有關(guān)的詳細信息。4.1 分解抖動的動機為了解實際系統(tǒng)的行為，通常可以使用系統(tǒng)的數(shù)學模型。通過調(diào)節(jié)各個成分的參數(shù)，可以調(diào)諧這樣一個模型的行為。如果根據(jù)實際系統(tǒng)的觀察結(jié)果選擇模型的參數(shù)，那么可以使用該模型預測系統(tǒng)在其它條件下的行為。因此，分解抖動(也稱為分離抖動的動機之一是推斷很難直接測量或直接測量耗時太長的系統(tǒng)性能。通過這種方式建立系統(tǒng)模型的另一個動機與分析有關(guān)。如果每個模型成分與一個或多個底層物理效應有關(guān)，那么理解模型就可以深入查看抖動過高的確切原因。所有復雜系統(tǒng)的模型都作出了許多假設(shè)和簡化，因此模型與實際系統(tǒng)之間不可能完全擬合。事實上，在擬合模

25、型行為與觀察的測量結(jié)果時，通常有某些參數(shù)選擇范圍。為此，抖動分離具有一定的技巧和科學性，不能希望它實現(xiàn)“99.99%”的測量復現(xiàn)性。4.2 抖動模型最常用的抖動模型基于圖4.2中所示的分層結(jié)構(gòu)。在這個分層中，總抖動(TJ先分成兩類：隨機性抖動(RJ和確定性抖動(DJ。在后面大家將看到，正確區(qū)分這兩種抖動對模型的正確性具有明顯影響，其影響程度要高于任何其它建模決策。確定性抖動可以進一步細分成多個類別：周期性抖動(PJ，有時也稱為正弦曲線抖動或SJ、占空比相關(guān)抖動(DCD和數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(DDJ，也稱為符號間干擾或ISI。有時還使用另一種類型(有界未關(guān)聯(lián)抖動或BUJ。下面分別介紹了每種抖動的特點和根

26、本原因。理解和檢定定時抖動 入門手冊隨機性抖動是不能預測的定時噪聲，因為它沒有可以識別的模式。典型的隨機性抖動實例是在無線電接收機調(diào)諧到?jīng)]有活動的載頻時聽到的聲音。盡管在理論上隨機過程具有任意概率分布，但我們假設(shè)隨機性抖動呈現(xiàn)高斯分布，以建立抖動模型。這種假設(shè)的原因之一是，在許多電路中，隨機噪聲的主要來源是熱噪聲(也稱為Johnson噪聲或散粒噪聲，而熱噪聲呈現(xiàn)高斯分布。另一個比較基礎(chǔ)的原因是，根據(jù)中心極限定理，不管各個噪聲源采用什么分布，許多不相關(guān)的噪聲源的合成效應該接近高斯分布。人們通常通過大量地多次取樣、并記錄峰到峰值結(jié)果，來檢定這種分布。在使用這種方法時應該特別注意。對隨機變化進行N

27、次觀察的峰到峰值本身就是一個隨機變量，盡管這個變量的標準偏差較低。例如，使用這樣一個隨機變量作為質(zhì)檢的合格/不合格標準，將要求提高測試合格的門限，以考慮測量中的不確定性，這會導致有些本可以合格的器件測試不合格。更好的方法是把N次觀察與假設(shè)的分布(在本例中是高斯分布進行擬合。然后，可以使用分布的數(shù)學描述，以特定的置信度預測更長時期內(nèi)的行為。確定性抖動是可以復現(xiàn)、可以預測的定時抖動。正因如此，這個抖動的峰到峰值具有上下限，在數(shù)量相對較少的觀察基礎(chǔ)上，通常可以以高置信度觀察或預測其邊界。下面幾段根據(jù)抖動特點和根本成因，進一步細分了 這類抖動。理解和檢定定時抖動 入門手冊周期性抖動一般是由耦合到系統(tǒng)中

28、的外部確定噪聲源引起的，如開關(guān)電源噪聲或強局部RF載波。時鐘恢復PLL不穩(wěn)定也可能會導致周期性抖動。理解和檢定定時抖動入門手冊可以根據(jù)相關(guān)邊沿是上升沿還是下降沿預測的抖動稱為占空比抖動(DCD，導致DCD 的常見原因有兩個：1. 上升沿的轉(zhuǎn)換速率與下降沿的轉(zhuǎn)換速率不同。2. 波形的判定門限高于或低于應該值。理解和檢定定時抖動入門手冊 下降時間導致的占空比失真理解和檢定定時抖動入門手冊DCD 抖動分布合成抖動分布隨機性抖動分布圖4.3a 使用確定性抖動對隨機性抖動求卷積，找到總抖動4.3 綜合考慮上面分別介紹了每種抖動的眼圖和TIE 直方圖。但是，在同時存在一種以上的抖動時直方圖會什么樣呢？統(tǒng)計

29、理論適用的有效結(jié)果可以解釋如下：如果兩個或兩個以上的隨機過程是獨立的，那么其效應之和導致的分布等于各個分布的卷積值。與口頭描述相比，了解這個概念的實例要更加明了。圖4.3a說明了在占空比抖動(一個直方圖包括兩個脈沖與隨機性抖動(呈現(xiàn)高斯分布時會出現(xiàn)什么情況。另一個實例可以參見前面的圖3.2d，其中三角形波(周期性抖動的一種形式的統(tǒng)一分布與隨機性抖動結(jié)合在一起。資深人員可能會查看圖4.3a 中最后的直方圖，推斷哪兩類抖動導致這個直方圖。但是，實際實例可能會涉及各種數(shù)量的所有抖動類型，從而導致直觀性低得多的合成直方圖。全面分析抖動的目標之一，是識別導致最終結(jié)果的各個抖動成分。在準確識別的抖動成分插回到圖4.2的抖動模型中，并使用模型預測系統(tǒng)在新環(huán)境中的行為方式時，抖動分離的作用將真正顯現(xiàn)出來。這是估算誤碼率基礎(chǔ)，本文第五章中更加詳細地介紹了怎樣估算誤碼率。為了解精確分析工具的重要