誤碼分析
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高速通訊量測大多可藉由以下幾種分析來完成，眼圖波罩(EyeDiagramMask)測試，抖動(Jitter)分析測試，以及誤碼率測試等。上述幾項大多已在工業(yè)界已制定標準，或是在生產(chǎn)線上自訂相關(guān)測試項目，并可提供較方便快速的方法來規(guī)范其組件品質(zhì)能達到一定的水平。
一般說來，眼圖波罩(EyeMask)測試大多使用一些高準確性的數(shù)字通信分析儀，如取樣示波器配備極高頻寬與極低抖動時基，重復性與穩(wěn)定性極佳的取樣模塊，這些示波器通常內(nèi)建各式的量測波照眼圖(EyemaskTemplate)讓使用使更方便作分析與測試。
誤碼率的量測通常使用誤碼分析儀(BitErrorRateTester)，它包含PatternGenerator與ErrorDetector兩種設(shè)備，搭配類隨機測試Pattern(PRBS)或使用者自定的測試Pattern來量測其誤碼率。這些待測物允許彈性的取樣延遲來調(diào)整Data與Clock的時間延遲(phase)，同樣的亦可調(diào)整電位的判斷水平(Threshold)，來達到最佳取樣點，也就是眼圖的中心位置。
在數(shù)據(jù)通訊中，抖動分析是十分重要的一環(huán)，傳統(tǒng)的方式大多使用示波器或(TimeIntervalAnalyzerorSamplingScope),TIA乃估算邏輯訊號取樣時之判斷水平在特定誤碼率(如10E-12)時的機率密度函數(shù)，使能夠在合理的測量時間中滿足預定的高斯分布。
我們將看見，把所有這些功能結(jié)合在一個測量裝置，藉由眼圖及波罩測試，利用大量的量測數(shù)值并增加數(shù)據(jù)資料的收集速度，亦透過重要curvefitting的取樣點來增加抖動量測時的準確度。
并非所有”all-in-one”的這類量測設(shè)備皆具有技術(shù)上的優(yōu)勢，然而，若這類儀器在其核心部分若能提供極高的準確度與有效率的取樣能力，就能具備最佳的技術(shù)優(yōu)勢，在這樣的情形下，每秒能取樣的有效點數(shù)愈多，處理的速度愈快，將得到愈準確的量測結(jié)果。
眼圖測試EyeDiagram
眼圖的產(chǎn)生大多都使用重復的取樣示波器，Trigger的利用與BitWindow相當，怎么說呢，如果是觸發(fā)信號與Clock是成倍數(shù)關(guān)系,這樣的信號乃是一種適當?shù)腡riggersource。在Arming的同時,這些裝置等待下一個觸發(fā)事件并從觸發(fā)點至電壓數(shù)字化的同時，延遲一很精確的時間量。在完成內(nèi)部的信號處理動作后，取樣示波器將回復至Rearmed狀態(tài)，準備下一次的抓取電壓數(shù)字化的點與相同TimeDelay的取樣動作。
一般而言，取樣示波器乃一直重復Arm-Trigger-Delay-Sample這些過程，一般而言，不得小于每秒100,000次。藉由在這BitInterval范圍內(nèi)透過返復觀察的所有可能TimeDelay點，并繪出和累積在顯示屏幕上。在圖像乃是用二維統(tǒng)計柱狀圖來表示,Y軸表示訊號電壓,X軸表示取樣的TimeDelay,顏色密度在XY軸表示接收訊號取樣TimeDelay點數(shù)，在累積許多取樣點以后，圖形可表示在不同的TimeDelay下所有可能得到的電壓值。眼圖(EyeDiagram)可表示由一連續(xù)二進制數(shù)據(jù)串的邏輯訊號在“1”與”0”變化時電壓圖。例如，等待約1秒鐘的時間，你可以得到約100,000取樣點，F(xiàn)igure1表示經(jīng)由一特殊的示波器所得到的眼圖。在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，所呈現(xiàn)的結(jié)果圖像會有”空洞”出現(xiàn)在每個bit-window中相對電壓與時間位置，而這個”空洞”就是我們所知的”Eye”。在這的區(qū)域中，數(shù)字接收器利用TimeDelay與電平中取得適當位置，以得到最佳的誤碼率。眼圖張的愈大，則表示這系統(tǒng)將有更多的Margin允許在特定的誤碼下，各種不同的Sampling點，反之，當眼圖張的愈小，Margin值就愈小，當然誤碼的表現(xiàn)將愈差。
當用于眼圖應(yīng)用時，HighPerformance的誤碼率測試裝置與示波器有重要相似之處，誤碼率測試儀中之參考接收器使用bitClock(如Trigger)對接收到的資料做取樣動作。取樣將發(fā)生于LogicalHigh當輸入訊號高于判斷電位時，當輸入訊號低于判斷電位時，則于LogicalLow。SamplingTime取決于輸入的Clock(或Trigger)再加上誤碼儀中特定的TimeDelay的部份，而結(jié)合這些方式，我們將可利用在BitInterval中各種不同的TimeDelay和判斷電壓位置量得相對的誤碼率。
使用全新技術(shù)，使的誤碼測試儀的接收端可產(chǎn)生二維的Histogram圖形來強化眼圖(EyeDiagram)分析功能，這項分析技術(shù)的特點在于使用示波器技術(shù)并利用極高的Sampling速度來處理高速訊號，并且這樣的Sampling技術(shù)乃利用改變判斷電壓準位與Delay的相對位置在誤碼測試的接收端搭配判斷電路(DecisionCircuit)與特定的接收硬件來分析取樣時所得之信息。(參考圖表二)
讓我們比較這兩種技術(shù)的Sampling速度，(1)使用示波器搭配每秒100,000次的Sampling并平均分布于水平顯示的圖點(Pixel)，換句話說平均每行每秒約250個取樣點。舉例來說，假設(shè)輸入一固定且不含噪聲之直流訊號，其每個圖點(Pixel)平均分布在每一行上，意思說每個圖點(Pixel)位置每秒將可接收25個取樣點。
(2)以傳輸比率為基礎(chǔ)來決定Sampling的新方法乃一致地將所有的取樣分散給所有圖素(Pixel)。例如，當量測1.5Gb/s的訊號在400×250圖點(Pixel)約(100,000圖點)，每個圖點(Pixel)每秒約可得到15,000bit取樣點，在這例子，考慮細微的處理能力每個圖點每秒約可累積超過10,000個取樣點，這樣大約是傳統(tǒng)眼圖(EyeDiagram)累積速度的40倍，愈高的傳輸訊號這種取樣的速度將與頻率呈線性化的增加，而傳統(tǒng)的市波器方市為固定的取樣速度與所接收的訊號頻率無關(guān)。
波罩(Mask)測試
波罩測試乃為一眼圖量測邏輯上Go或No-go的延伸，當進行波罩測試時，需使用相對應(yīng)的樣板(Template)，其描述眼圖的幾何區(qū)域，哪些在進行電壓準位取樣時不能被發(fā)生，意思是當取樣點沒有落在所指定的幾何區(qū)間內(nèi)，就無誤碼產(chǎn)生，波罩違反也就沒有發(fā)生。當輸入訊號中含有unbounded隨機噪聲在分布在bitTiming或電壓軸時，波罩測試就會失敗(因為高斯密度函數(shù)在電壓軸的噪聲和時間軸的抖動訊號不可能完全為零)，透過選擇一定數(shù)量的Databit上完成測驗然而,波罩測試與訊號誤碼產(chǎn)生統(tǒng)計的關(guān)聯(lián)，因為波罩測試乃一種統(tǒng)計的方式，增加在量測時取樣速度轉(zhuǎn)換成更快且更準確的測試結(jié)果。
另一種采用新技術(shù)的誤碼儀可以不須使用示波器就可完成波罩測試，使用此種方式，誤碼測試接收端取樣點將慢慢增加移動量圍繞在波罩四周，假如訊號違反波罩的邊界(Maskboundary)，則將分布在眼圖的上下或中間位置，就一般的case來說，這些測試的達成必須利用已知的訊號來分析，由于大量差異對持續(xù)的取樣在誤碼儀與示波器中的不論在準確度與速度上，誤碼儀皆更勝一籌。
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