一種基于PLL的測(cè)試測(cè)量時(shí)鐘恢復(fù)方案

　　不管是放到測(cè)試設(shè)置中，還是作為被測(cè)設(shè)備的一部分，時(shí)鐘恢復(fù)都在進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)試測(cè)量時(shí)發(fā)揮著重要作用。由于大多數(shù)千兆位通信系統(tǒng)都是同步系統(tǒng)，因此系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)都使用公共時(shí)鐘定時(shí)。不管是沿著幾英寸的電路板傳送，還是經(jīng)過(guò)光纖橫跨大陸，數(shù)據(jù)與其定時(shí)輸入的時(shí)鐘之間的關(guān)系都可能會(huì)被打亂。通過(guò)直接從數(shù)據(jù)中提取時(shí)鐘，可以在接收機(jī)正確實(shí)現(xiàn)信號(hào)再生。

　　必須指出的是，接收機(jī)通常會(huì)改善輸入的數(shù)據(jù)信號(hào)，然后再繼續(xù)傳送。接收機(jī)中的判定電路對(duì)數(shù)據(jù)再定時(shí)，使波形變方。這一過(guò)程依賴于與輸入數(shù)據(jù)同步的時(shí)鐘信號(hào)。接收機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘恢復(fù)功能實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)，前提是再定時(shí)時(shí)鐘要以相同的方式、相同的時(shí)間移動(dòng)。

　　基于PLL的時(shí)鐘恢復(fù)

　　可以通過(guò)不同架構(gòu)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘恢復(fù)，測(cè)量設(shè)備中最常用的是基于鎖相環(huán)(PLL)的方法。根據(jù)在數(shù)據(jù)中看到的跳變，使用恢復(fù)電路導(dǎo)出與輸入數(shù)據(jù)同步的時(shí)鐘，這取決于看到數(shù)據(jù)中的跳變。對(duì)擁有多串完全相同位的數(shù)據(jù)段，PLL必須保持鎖定。環(huán)路增益對(duì)環(huán)路帶寬的影響最明顯，環(huán)路濾波器內(nèi)部的任何濾波一般都會(huì)產(chǎn)生次生效應(yīng)。應(yīng)該指出的是，輸入數(shù)據(jù)的跳變密度會(huì)影響進(jìn)入環(huán)路的能量，進(jìn)而影響環(huán)路的特性。因此，一致性測(cè)試中的環(huán)路帶寬會(huì)視選擇的碼型的跳變密度而變化。

　　系統(tǒng)轉(zhuǎn)函在輸入信號(hào)的相位調(diào)制上執(zhí)行低通濾波操作，錯(cuò)誤響應(yīng)轉(zhuǎn)函則執(zhí)行高通濾波功能。在未能追蹤帶寬以外的相位調(diào)制時(shí)，環(huán)路會(huì)追蹤環(huán)路帶寬以內(nèi)的輸入相位調(diào)制。這樣，環(huán)路就可以追蹤低頻抖動(dòng)，而忽略PLL環(huán)路帶寬以外的高頻抖動(dòng)。

　　衡量PLL抖動(dòng)追蹤特性的指標(biāo)之一是環(huán)路帶寬(LBW)，通常在“抖動(dòng)輸入/抖動(dòng)輸出”轉(zhuǎn)函為-3dB的點(diǎn)上測(cè)得。但這并不是確定環(huán)路的唯一方式。

　　寬LBW改善了抖動(dòng)容限，窄LWB則會(huì)從被恢復(fù)的時(shí)鐘中去掉更多的抖動(dòng)，這有利于下游的同步器，但會(huì)降低抖動(dòng)容限。盡管寬LBW似乎是理想選擇，但通常還要考慮成本和技術(shù)。寬LBW還會(huì)帶來(lái)更多的噪聲或隨機(jī)抖動(dòng)。目前測(cè)量中使用的LBW一般在1～10MHz的范圍內(nèi)。

　　時(shí)鐘恢復(fù)的輸入和輸出

　　必須指出測(cè)量中是怎樣使用時(shí)鐘恢復(fù)的，哪些地方會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。例如，在發(fā)射機(jī)測(cè)試一側(cè)，要求時(shí)鐘恢復(fù)的主要原因通常有兩個(gè)：沒(méi)有提供作為測(cè)試設(shè)備觸發(fā)的時(shí)鐘信號(hào)，或者標(biāo)準(zhǔn)要求使用特定的LBW進(jìn)行抖動(dòng)測(cè)量(參見(jiàn)圖1中的a部分)。后一種情況的目的，是用系統(tǒng)接收機(jī)(如BERTScope BSA系列)包含時(shí)鐘恢復(fù)來(lái)追蹤部分輸入抖動(dòng)，這樣發(fā)射機(jī)測(cè)試應(yīng)該只涉及接收機(jī)沒(méi)有追蹤的高頻抖動(dòng)(參見(jiàn)圖1)。