內(nèi)建式抖動(dòng)測量技術(shù)（上）
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優(yōu)點(diǎn)：
●采用觸發(fā)振蕩的方式，訊號(hào)不會(huì)因?yàn)榻?jīng)過delay chain后duty cycle而受到影響，相較于前面的作法具有較廣的量測范圍。
缺點(diǎn)：
●抖動(dòng)量是經(jīng)多個(gè)周期比較后所得，因此測試時(shí)間將是最大的考量。
●使用兩組振蕩器之相位比較來得到抖動(dòng)量，若振蕩頻率漂移將造成測試誤差。
●需額外的統(tǒng)計(jì)電路輔助，成本較高。
Vernier Delay Line [3]
《圖三 使用vernier delay line之抖動(dòng)量測法》
游標(biāo)延遲線（Vernier Delay Line；VDL）為目前最常被采用的抖動(dòng)測試技術(shù)，由Piotr Dudek于2000 JSSC所發(fā)表。操作原理是將參考與待測時(shí)脈分別送入兩個(gè)不同延遲量（τup與τdn）的delay chain中，若兩者間有抖動(dòng)量存在，經(jīng)延遲單元后其會(huì)相互逼近。當(dāng)在n個(gè)周期后兩訊號(hào)同相位或是相位領(lǐng)前、落后的狀態(tài)改變，即可算出抖動(dòng)量為nx△τ，當(dāng)中△τ=τup-τdn。所以藉由此測試技術(shù)將可測試低于次邏輯閘（sub-gate）的抖動(dòng)量。
優(yōu)點(diǎn)：
●使用延遲時(shí)間差的觀念來實(shí)現(xiàn)，可具有較佳的測試解析度（=△τ）。
缺點(diǎn)：
●制程變異下無法確保每個(gè)延遲單元之延遲時(shí)間量相等，此將影響測試準(zhǔn)確度。
ADC Sampling [4]
《圖四 使用ADC sampling之抖動(dòng)量測法》
因抖動(dòng)為時(shí)間的變化，所以一般測試架構(gòu)都是從時(shí)間觀念來得知。但Henery C. Lin于2003 ITC中，利用時(shí)間轉(zhuǎn)電壓的方式來實(shí)現(xiàn)抖動(dòng)量測試。簡單來看這就是一組電荷幫浦，當(dāng)待測訊號(hào)為高電位時(shí)電流會(huì)對(duì)負(fù)載充電；而在低電位時(shí)就將電壓位準(zhǔn)重置歸零。所以待測訊號(hào)脈波寬度越大，所得的電壓值也就越高；反之脈波寬度較小電壓也就隨之降低。接著再利用ADC將電壓位準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成數(shù)位碼以求得抖動(dòng)量。
優(yōu)點(diǎn)：
●于低速時(shí)脈測試中具有較高之解析度。
●采用real time的輸出，測試時(shí)間將可縮短。
缺點(diǎn)：
●測試解析度與測試速度皆取決于ADC之設(shè)計(jì)。
●于低壓操作時(shí)易受垂直抖動(dòng)影響進(jìn)而導(dǎo)致解析度大幅下降。
Component-Invariant VDL [5]
《圖五 使用component-invariant VDL之抖動(dòng)量測法》
最后一種測試架構(gòu)為G. W. Roberts于2001 ITC所提出。此種采用非變異量元件之游標(biāo)延遲線和[03]的做法其實(shí)非常相似。其是利用一級(jí)的延遲單元然后讓訊號(hào)回授振蕩，如此一來將可確保量測解析度皆為△t。若于n個(gè)振蕩周期后兩個(gè)延遲量相位改變或是相同時(shí)，則可依[03]的作法計(jì)算出抖動(dòng)量。
優(yōu)點(diǎn)：
●每級(jí)延遲皆為△t，提升量測準(zhǔn)確度。
●使用兩個(gè)延遲量之差來量測抖動(dòng)量，因此可具有較高解析度。
缺點(diǎn)：
●和[02]架構(gòu)一樣需較長的測試時(shí)間。
由以上所提出的五種測試法可看出，以目前的測試技術(shù)而言，不外乎是利用signal amplitude sampling以及time domain analysis兩種方法來實(shí)現(xiàn)。但以前者來說，隨著制程進(jìn)步操作電壓降低，此作法將面臨ADC設(shè)計(jì)的瓶頸，所以近年來已較少人采用此作法來實(shí)現(xiàn)抖動(dòng)量測試。后者雖各架構(gòu)實(shí)踐方式有所不同，多數(shù)是利用時(shí)間數(shù)位轉(zhuǎn)換（Time-to-Digital Converted）的觀念來實(shí)現(xiàn)。然而這些架構(gòu)都有共通的問題，就是操作速率不快以及解析度不高。以目前市面上PC周邊產(chǎn)品來說，普遍速度皆屬于幾百M(fèi)Hz等級(jí)，而CPU或是傳輸介面則會(huì)上看至GHz等級(jí)。另外抖動(dòng)量在高速系統(tǒng)中最大值約定義在數(shù)十ps，所以若測試系統(tǒng)沒有好的解析度和寬范圍測試之能力，將無法判別待測訊號(hào)之好壞。因此本文將提出一個(gè)新的抖動(dòng)測試想法與架構(gòu)，針對(duì)高速與低抖動(dòng)時(shí)脈作更精確（precision）與更準(zhǔn)確（accuracy）之抖動(dòng)測試。
評(píng)論