示波器生成眼圖原理詳解

2眼圖的生成方法探討一般而言，生成眼圖需要通過(guò)測(cè)量大量的數(shù)據(jù)，然后再?gòu)钠渲谢謴?fù)得到。示波器測(cè)量眼圖中，經(jīng)過(guò)前期的數(shù)據(jù)采集，其內(nèi)存中可以獲得完整的數(shù)據(jù)記錄。然后，利用硬件或者軟件對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行恢復(fù)或提取得到同步時(shí)鐘信號(hào)，用此時(shí)鐘信號(hào)與數(shù)據(jù)記錄中的數(shù)據(jù)同步到每個(gè)比特，此時(shí)時(shí)鐘信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)在相位上是對(duì)齊的。通過(guò)恢復(fù)時(shí)鐘的觸發(fā)，把數(shù)據(jù)流中捕獲的多個(gè)1UI(單位間隔，相當(dāng)于一個(gè)時(shí)鐘周期)的信號(hào)重疊起來(lái)，也即將每個(gè)比特的數(shù)據(jù)波形重疊，最后得到眼圖。力科公司提供的示波器資料中，描述了目前用到的兩種眼圖的測(cè)量方法，即傳統(tǒng)眼圖測(cè)量方法與現(xiàn)代眼圖測(cè)量方法，詳細(xì)介紹如下：2.1傳統(tǒng)眼圖測(cè)量方法示波器中傳統(tǒng)的眼圖測(cè)量方法就是同步觸發(fā)一次，疊加一次，然后再觸發(fā)再疊加。每觸發(fā)一次，眼圖上增加一個(gè)UI，每個(gè)UI的數(shù)據(jù)是相對(duì)于觸發(fā)點(diǎn)排列的，因此是“Single-BitEye”，其形成過(guò)程如下圖所示：圖傳統(tǒng)眼圖形成方法傳統(tǒng)的同步觸發(fā)原理，也就是說(shuō)如何使每個(gè)UI的數(shù)據(jù)相對(duì)于觸發(fā)點(diǎn)對(duì)齊排列，有兩種方法，如下：(1)在被測(cè)電路板上找到和串行數(shù)據(jù)同步的時(shí)鐘，將此時(shí)鐘作為示波器的觸發(fā)源，且時(shí)鐘的邊沿作為觸發(fā)的條件。來(lái)一個(gè)時(shí)鐘邊沿則觸發(fā)一次，從而使每個(gè)UI的數(shù)據(jù)相對(duì)于觸發(fā)排列，實(shí)現(xiàn)同步觸發(fā)。(2)一般傳輸?shù)拇袛?shù)據(jù)信號(hào)中混合數(shù)據(jù)信號(hào)與時(shí)鐘信號(hào)，將待測(cè)的串行信號(hào)同時(shí)輸入到示波器的輸入通道和硬件時(shí)鐘恢復(fù)電路(CDR)通道，硬件CDR恢復(fù)出串行數(shù)據(jù)里內(nèi)嵌的時(shí)鐘，以恢復(fù)出的時(shí)鐘信號(hào)作為示波器的觸發(fā)源，利用時(shí)鐘邊沿實(shí)現(xiàn)觸發(fā)，從而使每個(gè)UI的數(shù)據(jù)相對(duì)于觸發(fā)排列，實(shí)現(xiàn)同步觸發(fā)。用傳統(tǒng)的眼圖測(cè)量方法，我們可以得到整個(gè)系統(tǒng)的眼圖，從而可以評(píng)估系統(tǒng)的性能。但是，對(duì)于現(xiàn)代系統(tǒng)的評(píng)估而言，它還存在如下的缺陷：(1)效率比較低。如果需要測(cè)量高速信號(hào)，則需要測(cè)量大量的數(shù)據(jù)，如1百萬(wàn)個(gè)UI的眼圖，觸發(fā)時(shí)間花費(fèi)較長(zhǎng)。(2)器件觸發(fā)抖動(dòng)影響。由于每次觸發(fā)只能疊加一個(gè)UI，形成1百萬(wàn)個(gè)UI的眼圖就需要觸發(fā)1百萬(wàn)次，這樣不斷觸發(fā)的過(guò)程中必然將示波器本身的觸發(fā)抖動(dòng)也引入到了眼圖上。對(duì)于高速信號(hào)來(lái)說(shuō)，這種抖動(dòng)是不可忽略的。(3)CDR抖動(dòng)的影響。傳統(tǒng)的眼圖測(cè)量方法利用硬件CDR原理，但是這種同步方法引入了硬件CDR抖動(dòng)，對(duì)眼圖測(cè)量誤差較大。(4)硬件CDR只能偵測(cè)連續(xù)串行信號(hào)才能正常工作，如果被測(cè)信號(hào)不是連續(xù)的，譬如兩段連續(xù)比特位之間有一段低電平，硬件CDR就不能恢復(fù)出正確的時(shí)鐘。因此，傳統(tǒng)測(cè)量方法的工作原理決定了它不能對(duì)間歇性的串行信號(hào)做眼圖。(5)由于傳統(tǒng)的方法需要及時(shí)的時(shí)鐘信號(hào)才會(huì)正常的工作，對(duì)于保存的波形數(shù)據(jù)等，由于沒(méi)有辦法恢復(fù)時(shí)鐘信號(hào)，也就不能在這些保存的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上形成眼圖。還有，不能對(duì)運(yùn)算后的波形做眼圖，這限制了應(yīng)用范圍。2.2現(xiàn)代眼圖測(cè)量方法考慮到傳統(tǒng)眼圖測(cè)量方法的缺陷，我們這里詳細(xì)闡述現(xiàn)代眼圖的測(cè)量方法。現(xiàn)代眼圖測(cè)量方法主要利用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，首先捕獲一組連續(xù)比特位的信號(hào)，然后用軟件PLL方法（軟件算法）恢復(fù)出時(shí)鐘，最后利用恢復(fù)出的時(shí)鐘和捕獲到的信號(hào)按比特位切割，切割一次，疊加一次，最終將捕獲到的一組數(shù)據(jù)的每個(gè)比特位都疊加在一起，這樣就形成了眼圖，以下是其形成方法的示意圖。圖現(xiàn)代眼圖形成方法相比較傳統(tǒng)的眼圖測(cè)量方法而言，現(xiàn)代眼圖測(cè)量方法的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下的幾個(gè)方面：(1)形成眼圖的效率非常高，準(zhǔn)確度也較高。一次捕獲大量數(shù)據(jù)后，再用處理器可以在很短的時(shí)間內(nèi)形成眼圖，這樣可以找到一些違反規(guī)則的偶然事件。(2)觸發(fā)抖動(dòng)影響很小。通過(guò)觸發(fā)一次捕獲的大量數(shù)據(jù)就能形成大量數(shù)據(jù)的眼圖，觸發(fā)一次的抖動(dòng)在大量的數(shù)據(jù)形成的眼圖中，可以看作為零。(3)時(shí)鐘恢復(fù)抖動(dòng)為0?，F(xiàn)代方法利用軟件PLL方法進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)，它不需要外部的時(shí)鐘信號(hào)。而傳統(tǒng)的方法用硬件電路來(lái)恢復(fù)時(shí)鐘，這種額外的電子器件給時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)據(jù)比特之間的定時(shí)增加了某些額外的噪聲或者抖動(dòng)。軟件鎖相環(huán)以數(shù)學(xué)方式對(duì)信號(hào)應(yīng)用相同類型的時(shí)鐘恢復(fù)濾波器和門(mén)，而不是通過(guò)硬件應(yīng)用。因此，它可以在不增加抖動(dòng)的情況下恢復(fù)時(shí)鐘，其抖動(dòng)也為零。(4)現(xiàn)代方法只是利用軟件進(jìn)行時(shí)鐘的恢復(fù)，因此只要從大量數(shù)據(jù)中提取到時(shí)鐘信號(hào)就可以將眼圖恢復(fù)出來(lái)。因此，該方法可以對(duì)局部放大之后的波形做眼圖，可以對(duì)歷史保存的波形做眼圖，并且可以有一些高級(jí)眼圖分析功能，相比傳統(tǒng)眼圖生成方法，其具有很大的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)以上對(duì)眼圖形成原理和方法的分析，我們知道眼圖形成電路原理與數(shù)字示波器采集信號(hào)原理類似，只是沒(méi)有數(shù)字示波器設(shè)計(jì)那么復(fù)雜，因此，在本文以下的章節(jié)中，先主要講解數(shù)字示波器的形成原理，再結(jié)合實(shí)際將眼圖形成的電路框架構(gòu)建出來(lái)。3數(shù)字示波器原理一般而言，我們可以從實(shí)時(shí)示波器、采樣示波器等儀器中觀測(cè)到眼圖，因此我們可以根據(jù)數(shù)字示波器中眼圖的實(shí)現(xiàn)方法來(lái)構(gòu)建眼圖的形成構(gòu)架，以期利用現(xiàn)有的知識(shí)，通過(guò)改變或者改進(jìn)電路原理來(lái)達(dá)到眼圖的設(shè)計(jì)。數(shù)字示波器主要包括信號(hào)調(diào)理電路、采集和存儲(chǔ)部分電路、觸發(fā)電路、軟件處理及顯示部分，其基本的電路框圖如下所示。圖數(shù)字示波器基本電路框圖通過(guò)數(shù)字示波器的原理框圖可以知道，模擬信號(hào)必須先經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路，將模擬信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃p或者放大，使信號(hào)能夠較理想的輸入到ADC中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。經(jīng)過(guò)調(diào)理的信號(hào)送到ADC中，經(jīng)過(guò)控制器控制ADC進(jìn)行信號(hào)的采樣，同時(shí)經(jīng)過(guò)調(diào)理的信號(hào)可以送到觸發(fā)電路。經(jīng)過(guò)ADC轉(zhuǎn)換后的信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，保存到存儲(chǔ)器中，隨后利用軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，比如采用正弦內(nèi)插算法進(jìn)行波形的重建，重建后的波形可以進(jìn)行各種各樣的參數(shù)測(cè)量、信號(hào)運(yùn)算和分析等，最終的結(jié)果可以直接顯示到屏幕上，參考體系結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖數(shù)字示波器參考體系結(jié)構(gòu)通過(guò)以上對(duì)數(shù)字示波器的分析，許多因素可以影響到數(shù)字示波器的測(cè)試精度，在實(shí)際中有必要掌握各個(gè)指標(biāo)的含義，數(shù)字示波器的指標(biāo)列寫(xiě)如下：（1）最大取樣速率定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的完整AD轉(zhuǎn)換的最高次數(shù)。最大取樣速率主要由AD轉(zhuǎn)換器的最高轉(zhuǎn)換速率來(lái)決定，最大取樣速率愈高，儀器捕捉信號(hào)的能力愈強(qiáng)。（2）存儲(chǔ)帶寬存儲(chǔ)帶寬與取樣速率密切相關(guān)，根據(jù)取樣定理，如果取樣速率大于或者等于信號(hào)最高頻率分量的2倍，便可重現(xiàn)原信號(hào)波形。實(shí)際上，在實(shí)時(shí)數(shù)字存儲(chǔ)示波器的設(shè)計(jì)中，為保證顯示小型的分辨率，往往要求增加更多的取樣點(diǎn)，一般一個(gè)周期取4~10個(gè)點(diǎn)。（3）分辨率分辨率用于反映存儲(chǔ)信號(hào)波形細(xì)節(jié)的綜合特性，它包括垂直分辨率與水平分辨率。垂直分辨率與AD轉(zhuǎn)換器的分辨率相對(duì)應(yīng)，水平分辨率由存儲(chǔ)器的容量來(lái)決定。（4）存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量又稱為記錄長(zhǎng)度，用于記錄一幀波形數(shù)據(jù)占有的存儲(chǔ)容量來(lái)表示，存儲(chǔ)容量與水平分辨率在數(shù)值上互為倒數(shù)關(guān)系。存儲(chǔ)容量愈大，水平分辨率就愈高。3.1實(shí)時(shí)示波器實(shí)時(shí)示波器有時(shí)也稱為“單次”示波器，它在每個(gè)觸發(fā)事件上捕獲一個(gè)完整波形。也就是說(shuō)，它在一個(gè)連續(xù)記錄中捕獲大量的數(shù)據(jù)點(diǎn)。為了更好的理解這種數(shù)據(jù)采集類型，我們將實(shí)時(shí)示波器假設(shè)為一個(gè)速度極快的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，其中采樣速率決定采樣間隔，存儲(chǔ)器深度決定要顯示的點(diǎn)數(shù)。為了捕獲任何波形，ADC采樣速率要明顯快于輸入波形的頻率，至少要滿足采樣定理。實(shí)時(shí)示波器中，可以根據(jù)數(shù)據(jù)本身的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的觸發(fā)功能，并且通常輸入波形的幅度達(dá)到一個(gè)特定閾值時(shí)，觸發(fā)就會(huì)發(fā)生。示波器此時(shí)開(kāi)始以異步速率(與輸入波形的數(shù)據(jù)速率沒(méi)有任何關(guān)聯(lián))將模擬波形轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)。該轉(zhuǎn)換速率即采樣速率，它通常源于一個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)。示波器對(duì)輸入波形的幅度進(jìn)行采樣，并將這個(gè)幅度值存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中，然后繼續(xù)下一個(gè)采樣。觸發(fā)的主要工作是為輸入數(shù)據(jù)提供一個(gè)水平時(shí)間參考點(diǎn)，具體數(shù)據(jù)采集原理如下圖所示：圖實(shí)時(shí)示波器波形采集原理根據(jù)實(shí)時(shí)示波器的原理，可以知道實(shí)時(shí)示波器的采樣率主要由ADC的采樣率決定。在滿足采樣準(zhǔn)則的條件下，ADC的采樣率理論上至少為信號(hào)最高頻率的2倍，實(shí)際中一般為3~5倍以上，采集到的數(shù)據(jù)才不會(huì)出現(xiàn)混疊現(xiàn)象。利用實(shí)時(shí)示波器可以查看眼圖。使用軟件恢復(fù)時(shí)鐘或由用戶提供的外部顯式時(shí)鐘可以構(gòu)建這些“實(shí)時(shí)眼圖”或“單次”眼圖。實(shí)時(shí)示波器按照恢復(fù)時(shí)鐘周期的間隔分割單一的長(zhǎng)捕獲波形，并把這些比特疊加在一起來(lái)重新創(chuàng)建眼圖。3.2采樣示波器采樣示波器，即等效時(shí)間采樣的方法采用從重復(fù)性信號(hào)的不同的周期取得采樣點(diǎn)來(lái)重建這個(gè)重復(fù)性信號(hào)的波形，它僅測(cè)量采樣瞬間波形的瞬時(shí)幅度，這樣就提高了示波器的時(shí)間分辨率。與實(shí)時(shí)示波器不同，采樣示波器的一次觸發(fā)只對(duì)輸入信號(hào)采樣一次，下次觸發(fā)進(jìn)會(huì)增加一個(gè)小小的延遲，然后進(jìn)行采樣。為了填滿一個(gè)完整的波形記錄，就需要進(jìn)行多次觸發(fā)。測(cè)量帶寬由采樣器的頻率響應(yīng)決定，測(cè)量帶寬可以達(dá)到很高。采樣示波器的觸發(fā)和隨后的采樣與實(shí)時(shí)示波器有著明顯的差別。最重要的是，采樣示波器為了執(zhí)行操作需要一個(gè)顯式觸發(fā)，這個(gè)觸發(fā)需要與輸入數(shù)據(jù)同步。顯式觸發(fā)通常由用戶提供，但有時(shí)也可以使用硬件時(shí)鐘恢復(fù)模塊來(lái)獲得觸發(fā)。采樣過(guò)程為：一個(gè)觸發(fā)事件發(fā)起第一次采樣，然后示波器重新調(diào)整并等待下一個(gè)觸發(fā)事件。重新調(diào)整的時(shí)間約為25μs。下一個(gè)觸發(fā)事件發(fā)起第二次采樣，并在對(duì)第二個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)采樣之前添加一個(gè)極小的增量延遲。該增量延遲時(shí)間由時(shí)基設(shè)置和采樣點(diǎn)數(shù)確定。采樣示波器原理如下圖所示，重復(fù)該過(guò)程直到獲得完整的波形。圖等效時(shí)間采樣示波器原理采樣示波器也可以查看眼圖。眼圖模式要求使用一個(gè)同步時(shí)鐘信號(hào)來(lái)進(jìn)行觸發(fā)，在每個(gè)觸發(fā)事件處(允許重新調(diào)整時(shí)間)，示波器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣并在整個(gè)屏幕上顯示所有可能的1和0組合的合并結(jié)果。觸發(fā)可以使用全速率時(shí)鐘和分速率時(shí)鐘，但是如果碼型長(zhǎng)度是時(shí)鐘分割比率的偶倍數(shù)，則眼圖會(huì)丟失部分組合從而變得不完整。此外，如果使用數(shù)據(jù)作為其自身的觸發(fā)條件，則眼圖可以完整地顯示出來(lái)，但是示波器只能由數(shù)據(jù)碼型的上升沿進(jìn)行觸發(fā)。為了進(jìn)行精確的眼圖測(cè)量應(yīng)該避免這種情況，盡量采用時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)的方式，下圖則顯示眼圖的觸發(fā)過(guò)程。圖采樣示波器眼圖觸發(fā)過(guò)程4眼圖系統(tǒng)模塊前面介紹了眼圖的基本概念、眼圖的形成方法以及示波器的原理等知識(shí)，可以了解到一般眼圖測(cè)試針對(duì)的主要是串行信號(hào)，其數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到幾十GHz左右。因此，這么高的數(shù)據(jù)速率，眼圖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用等效采樣示波器眼圖的形成原理更加適合。通過(guò)對(duì)等效采樣示波器眼圖形成原理的探討，結(jié)合眼圖形成的原理，可以知道一個(gè)眼圖系統(tǒng)大致應(yīng)該包括信號(hào)調(diào)理模塊、觸發(fā)模塊、信號(hào)采集與存儲(chǔ)模塊、時(shí)鐘恢復(fù)模塊、數(shù)據(jù)處理及顯示模塊等，其基本的原理框圖如下，一種為硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘恢復(fù)，一種為軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘恢復(fù)，但是基本原理相似。圖硬件時(shí)鐘恢復(fù)方案硬件時(shí)鐘恢復(fù)方案中，利用專用時(shí)鐘恢復(fù)芯片就可以實(shí)現(xiàn)，避免了自己設(shè)置鎖相環(huán)的麻煩。對(duì)于信號(hào)的采樣部分，為了同步時(shí)鐘與數(shù)據(jù)信號(hào)，ADC只對(duì)時(shí)鐘恢復(fù)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，將之存儲(chǔ)在RAM中，這樣就可以實(shí)現(xiàn)利用時(shí)鐘上升沿對(duì)信號(hào)觸發(fā)的目的。上圖中的觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生模塊，主要是實(shí)現(xiàn)通過(guò)操作面板的調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)信號(hào)觸發(fā)電平，以及對(duì)時(shí)基的控制，以便于在界面上實(shí)現(xiàn)波形的顯示，與時(shí)鐘信號(hào)上升沿觸發(fā)信號(hào)無(wú)關(guān)。圖軟件時(shí)鐘恢復(fù)方案軟件時(shí)鐘恢復(fù)方案中，只需要采集大量的數(shù)據(jù)，然后在控制器中用特殊的算法，將時(shí)鐘信號(hào)提取出來(lái)，再用此時(shí)鐘信號(hào)對(duì)捕獲到的信號(hào)按比特位切割，切割一次，疊加一次，最終將捕獲到的一組數(shù)據(jù)的每個(gè)比特位都疊加在一起，這樣就形成了眼圖。這里的觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生模塊與硬件時(shí)鐘恢復(fù)方案中的功用一致，不再贅述。上述的兩個(gè)方案中，觸發(fā)信號(hào)可以由本身信號(hào)提供，也可以由外界提供。根據(jù)所測(cè)眼圖的相關(guān)參數(shù)，再用統(tǒng)計(jì)方法分析抖動(dòng)、頻譜分析、繪制直方圖、繪制浴盆曲線等。通過(guò)對(duì)以上兩個(gè)方案的整體分析，整個(gè)系統(tǒng)比較龐大，需要將它細(xì)分為各個(gè)子模塊，這樣對(duì)于原理的了解將更為清楚。4.1信號(hào)調(diào)理對(duì)于電信號(hào)眼圖的信號(hào)調(diào)理電路來(lái)說(shuō)，主要是實(shí)現(xiàn)原始串行數(shù)據(jù)信號(hào)的衰減或者放大，像示波器前端處理電路一樣，使用衰減器或者程控放大器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)理。在輸入ADC之前，必須將信號(hào)限制在ADC允許輸入電壓范圍之內(nèi)，并且盡可能的實(shí)現(xiàn)滿量程采樣，減小誤差。同時(shí)，經(jīng)過(guò)調(diào)理的信號(hào)要實(shí)現(xiàn)觸發(fā)的功能，需要將之輸入到觸發(fā)電路中來(lái)實(shí)現(xiàn)。在信號(hào)調(diào)理的過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)濾波器的選擇，以期得到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)信號(hào)，以供后續(xù)電路的信號(hào)處理，其大致信號(hào)處理框圖如下所示：圖信號(hào)調(diào)理電路框圖上述電路框圖中，信號(hào)放大部分首先應(yīng)該實(shí)現(xiàn)固定增益的放大，然后再利用控制器對(duì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)程控增益的放大。對(duì)于后續(xù)的低通濾波模塊，應(yīng)該設(shè)置幾個(gè)檔位的LPF，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同信號(hào)的處理?，F(xiàn)階段，電眼圖已經(jīng)滿足不了實(shí)際應(yīng)用的需要，在電眼圖的基礎(chǔ)上要實(shí)現(xiàn)光信號(hào)眼圖的觀測(cè)。像光功率計(jì)一樣，如果要實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的眼圖測(cè)量，需要將之轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)測(cè)量電信號(hào)的參數(shù)來(lái)反映光信號(hào)的性能。因此，這里需要用到光電轉(zhuǎn)換器件，將信號(hào)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流信號(hào)。然后，再經(jīng)過(guò)電流—電壓變換與衰減、放大等處理，以適合ADC采樣與觸發(fā)電路的觸發(fā)。4.2時(shí)鐘恢復(fù)時(shí)鐘恢復(fù)是眼圖形成的關(guān)鍵，其基本的功能為：（1）從接收到的數(shù)據(jù)流中恢復(fù)出原采樣時(shí)鐘信號(hào)（2）利用恢復(fù)的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)衡量輸入信號(hào)的時(shí)間、幅度等級(jí)等性能（3）在輸入信號(hào)的時(shí)間和幅度等特性基礎(chǔ)上重新生成數(shù)據(jù)流，并且與恢復(fù)的時(shí)鐘信號(hào)或重新生成的系統(tǒng)時(shí)鐘同步。現(xiàn)在的寬帶示波器一般提供多種時(shí)鐘恢復(fù)方式供選擇，其基本介紹如下：（1）黃金鎖相環(huán)（GoldenPLL)：一般支持一級(jí)或二級(jí)PLL，參數(shù)可以隨意設(shè)置，適合于測(cè)試串行信號(hào)。（2）外時(shí)鐘恢復(fù)方式：適合于源同步信號(hào)的測(cè)試（如HDMI)。（3）相位內(nèi)插器（（phaseinterpolator，簡(jiǎn)稱PI））恢復(fù)時(shí)鐘，如在PCIExpress測(cè)試中。測(cè)試高速串行數(shù)據(jù)信號(hào)的眼圖與抖動(dòng)的儀器都使用了基于鎖相環(huán)的時(shí)鐘恢復(fù)方法。依照目前查閱的資料，時(shí)鐘恢復(fù)模塊主要分為硬件時(shí)鐘恢復(fù)與軟件時(shí)鐘恢復(fù)，前者主要依靠硬件PLL來(lái)實(shí)現(xiàn)，后者主要利用軟件PLL來(lái)實(shí)現(xiàn)，其實(shí)現(xiàn)原理相似。4.2.1硬件時(shí)鐘恢復(fù)硬件PLL，即鎖相環(huán)包括鑒相器（phasedetector）、環(huán)路濾波器（loopfilter）、壓控振蕩器（voltagecontrolledoscillator，簡(jiǎn)稱VCO）三個(gè)基本部分組成，其基本的原理框圖如下所示：圖鎖相環(huán)原理框圖鎖相環(huán)對(duì)于時(shí)鐘恢復(fù)的重要性可以體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）完全集成的，并且不需要外部的參考時(shí)鐘信號(hào)（2）確保時(shí)鐘信號(hào)與數(shù)據(jù)同步（3）對(duì)時(shí)鐘信號(hào)提供監(jiān)視功能，當(dāng)鎖相環(huán)失鎖時(shí)提供警報(bào)（4）優(yōu)化誤碼率——調(diào)整關(guān)于數(shù)據(jù)信號(hào)的時(shí)鐘相位舉例說(shuō)明PLL帶寬對(duì)眼圖測(cè)試的影響：為測(cè)量某2.5Gbps信號(hào)，我們分別設(shè)置不同的PLL帶寬，以觀測(cè)PLL帶寬對(duì)眼圖抖動(dòng)的影響，如下圖所示：圖示波器在不同PLL帶寬的條件下測(cè)量同一信號(hào)的眼圖由上述測(cè)量結(jié)果可以知道，PLL帶寬越高，眼圖越清晰，抖動(dòng)越小。但是，在PLL帶寬很大的情況下