通信网络的世界就像一棵树,从核心网和城域网扩展到移动回程网,接入网和企业网.已经为每种类型的通信概述了技术标准.近年来,高速通信设备和视频流的扩展导致沿互联网主干网的流量持续增加.为了应对速度的提高和数据量的增加,我们看到了通信基础设施设备的升级和扩展.促进这种类型的高速数据通信的通信协议要求传输信道的性能和误码率(指通过将接收方在传输期间接收的数据中的错误比特数除以传输的数据比特总数而计算出的误码率).具体来说,误码率值由信号质量,噪声和信号抖动特性来定义.下面文章康比电子将根据通信设备所需的信号质量解释了振荡器的关键规格.
高速通信系统的[结构]
图1显示了一个典型的通信系统(传输信道),其中两个收发器之间的数据转发由多种协议(PCI,SATA,10GbE等)介导.).在这种类型的系统中,有源晶振振荡器用于产生参考时钟.通常,数据在发送方被参考信号串行化,以说明参考信号以低于数据速率的频率振荡.因此,发射器的内部锁相环(锁相环)用于将参考信号乘以所需频率,并传输数据.相反,在接收端,基于锁相环的时钟数据恢复(CDR)用于从传输的数据流中再生参考信号,然后再生的参考信号用于重构数据.在一些高端系统中,接收端具有用于数据重建的嵌入式参考信号.利用这种数据传输,信号转换和再生是永久进行的,并且利用高速通信,接收端必须准确地将发送的数据识别为0和1.因此,如何限制实际信号的退化水平(抖动,噪声),提高信号质量以及如何有效地设计传输信道专用集成电路成为至关重要的问题.

[信号质量评估方法]
眼图通常被用作评估通信系统中信号质量的方法.这些图表使用示波器或类似的测量设备采集高速数字信号波形的多个样本.然后,这些波形相互叠加,形成图形表示."眼图"这个名字来源于类似眼睛的分层波形的视觉外观.例如,我们将看看10GbE何时被用作传输信道通信协议.在该系统中,转发10Gbps信号所需的时间(长度)相当于每比特信号100psec.为了评估信号质量,信号每100psec重复一次,以获得眼图.例如,如果我们假设参考信号是纯的,并且传输通道专用集成电路设计良好,那么我们将观察到如图2左侧所示的对齐良好的波形.相反,在信号丢失的情况下,例如由具有显著石英晶体振荡器噪声或抖动的参考信号或设计不良的专用集成电路引起的传输信道频带不足,信号波形是不稳定的,波形的分层导致如图2右侧所示的"闭眼"类型.将信号数据识别为0或1在很大程度上依赖于眼睛睁开的水平和垂直方向

获得足够的孔径.如果眼睛睁开是由于噪声或抖动而收缩的,则接收端信号数据识别不明确,并导致较高的误码率.目前,几乎所有的通信系统都要求误码率至少为1x10-12.这意味着对于每个数据传输位,相对于1012个数据量的一个误差是容许的.如上所述,眼图提供了大量与信号质量相关的信息,如噪声,抖动和频带不足.
抖动的[结构元素]

图3显示了通信系统中抖动的结构要素.总抖动表示确定性抖动和RJ随机抖动的总和.DJ(确定性抖动)是指由电路设计,电磁感应和外部环境引起的抖动.DJ的特点包括宽度均匀,不依赖于经过的时间.
杂散和次谐波是由有源晶振振荡器作为参考时钟源引起的对DJ有贡献的元素.
顾名思义,RJ(随机抖动)指的是不可预测的抖动元素,可以基于器件本身的固有特性或由于热噪声等的影响而自然诱发.随着时间的推移,RJ特征越来越广.参考信号源的实际抖动是由用作参考时钟源的时钟振荡器引起的对RJ有贡献的元素.
在其他系统中,DJ归因于电路板PSU噪声,串扰和电缆设计的影响导致频带不足,而RJ归因于专用集成电路噪声.系统设计者的任务是改进专用集成电路设计或改变电路板布局和组件,以减少TJ.

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