CN113138318B - 一种相位抖动测试方法及系统 - Google Patents
一种相位抖动测试方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113138318B CN113138318B CN202110458750.3A CN202110458750A CN113138318B CN 113138318 B CN113138318 B CN 113138318B CN 202110458750 A CN202110458750 A CN 202110458750A CN 113138318 B CN113138318 B CN 113138318B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- interval
- phase
- jitter
- oscilloscope
- phase jitter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010998 test method Methods 0.000 title abstract description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
Abstract
本发明公开了一种相位抖动测试方法及系统，所述方法包括：示波器差分探棒与待测件连接；调用示波器抖动分析功能，读取待测件在待测积分区间中可读取区间的相位噪声；通过读取的相位噪声数据拟合对应的频谱分布；根据拟合的频谱分布，计算求得完整的待测积分区间内相位抖动。所述系统包括示波器、拟合单元和计算单元。本发明基于数值分析的原理拓展积分区间，从而满足测试的相关要求。本发明使测试环境搭建更加简单，使用的测试装置更少，能够提高测试效率，降低测试成本。
Description
技术领域
本发明涉及服务器测试领域，具体涉及一种相位抖动测试方法及系统。
背景技术
时钟是时序逻辑的基础，是数字电路中其他信号的参考，用于决定逻辑单元中的状态何时更新，是电路中最重要的组成部分之一。在数字逻辑电路中，大部分操作都是在时钟的作用下实现的，处理器的指令执行也都是在时钟的节拍下进行操作的，因此时钟的一些指标会对系统性能产生十分重要影响。
高速的通信系统对系统时钟精度、准确度以及各种环境下的稳定度要求很高，数字电路工作都是在时钟的边沿进行同步，因此时钟的边沿如果发生抖动，会导致系统的性能下降。如果采样时钟的上升沿发生了抖动，其上升沿采样的模拟信号的时间点相对于理想时钟应该采样的时间点发生了比较大的偏差，造成了采样误差，相当于对输入的模拟带来了噪声，导致系统的性能大大降低。
抖动(Jitter)来自与一个事件的理想时间的偏差，是从时域评价时钟信号质量的重要参数。现有技术中，相位抖动(Phase Jitter)可以通过频谱仪或示波器等仪器进行测量。
通过频谱仪获取其频谱曲线，然后在关注的频率区间内进行积分计算即可得到时钟信号在该频率区间的相位抖动。在测试单端信号时，可以直接将同轴线缆焊在待测点；在测试差分信号时，频谱仪上只有一个接口，需要接转接装置连接差分探棒进行测试。频谱仪测试的优点是底噪较小，但是测试差分信号时受限，需要额外的转接装置，测试环境复杂。
示波器具有Jitter分析功能，可以测量信号的频谱曲线以及Phase Jitter，测试环境易于搭建，但是积分区间受限，只能在载波频率的一半区间内积分，其频谱测量范围只能达到其基频的1/2。
因此，频谱仪测试和示波器测试均无法满足更高的测试要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种相位抖动测试方法及系统，提高了相位抖动测试的便捷性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种相位抖动测试方法，包括：
示波器差分探棒与待测件连接；
调用示波器抖动分析功能，读取待测件在待测积分区间中可读取区间的相位噪声；
通过读取的相位噪声数据拟合对应的频谱分布；
根据拟合的频谱分布，计算求得完整的待测积分区间内相位抖动。
进一步地，所述根据拟合的频谱分布，求得完整的积分区间内相位抖动，具体为：
其中，σrms表示相位抖动，LΦ(f)表示相位噪声的频谱分布，f1与f2表示待测积分区间，f0表示信号中心频率；f3为可读取区间与不可读取区间边界点。
进一步地，所述f3为f1与f2的中间值。
进一步地，所述通过读取的相位噪声数据拟合对应的频谱分布，具体为：
通过二阶拟合描述相位噪声的频谱分布。
进一步地，所述二阶拟合采用等距取值。
进一步地，所述示波器通过以太网与主机连接，所述调用示波器抖动分析功能命令通过主机发送。
本发明还提出了一种相位抖动测试系统，包括：
示波器，用于连接待测件，读取待测件在待测积分区间中可读取区间的相位噪声；
拟合单元，用于通过读取的相位噪声数据拟合对应的频谱分布；
计算单元，用于根据拟合的频谱分布，计算求得完整的待测积分区间内相位抖动。
进一步地，所述根据拟合的频谱分布，求得完整的积分区间内相位抖动，具体为：
其中，σrms表示相位抖动，LΦ(f)表示相位噪声的频谱分布，f1与f2表示待测积分区间，f0表示信号中心频率；f3为可读取区间与不可读取区间边界点。
本发明的有益效果是：
本发明通过提出一种相位抖动测试方法及系统，基于数值分析的原理拓展积分区间，从而满足测试的相关要求。本发明使测试环境搭建更加简单，使用的测试装置更少，能够提高测试效率，降低测试成本。
附图说明
图1是本发明实施例相位抖动测试方法流程示意图。
图2是本发明实施例相位抖动测试方法设备搭建示意图。
图3是本发明实施例相位抖动测试方法示波器波形示意图。
图4是本发明实施例相位抖动测试系统结构示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
如图1所示，本发明实施例公开了一种相位抖动测试方法，包括：
示波器差分探棒与待测件连接；
调用示波器抖动分析功能，读取待测件在待测积分区间中可读取区间的相位噪声；
通过读取的相位噪声数据拟合对应的频谱分布；
根据拟合的频谱分布，计算求得完整的待测积分区间内相位抖动。
具体地，所述方法具体流程如下：
S1)示波器通过以太网与主机连接，主机通过以太网对示波器发送命令，示波器差分探棒探针焊接在待测件上(如图2所示)。
S2)主机向示波器发送命令调用示波器抖动分析功能。
S3)待测件开机，当示波器上出现待测波形时，读取待测件在待测积分区间中可读取区间的相位噪声分析。
所述可读取区间具体为待测载波频率的一半区间，本实施例待测积分区间为0～100Mhz，可读区间为0～50Mhz。
S4)选取若干频率值，读取对应的相位噪声数据。
如图3所示，本实施例选取测试40Mhz、42Mhz、44Mhz、46Mhz、48Mhz以及50Mhz的相位噪声值，读取数据为：(40，-142.8)，(42，-142.8)，(44，-143.6)，(46，-144.4)，(48，-145.2)，(50，-146)。
S5)通过读取的相位噪声数据拟合对应的频谱分布。
根据图3波形，选用二阶拟合描述相位噪声的频谱分布。基于最小误差原则，采用等距取值选取(40，-142.8)、(44，-143.6)、(48，-145.2)进行二阶拟合，如公式(1)所示，求得a＝-0.025，b＝1.9，c＝-178.8。
基于拟合的频谱分布计算42Mhz以及46Mhz的相位噪声，计算值分别为-143.1、-144.3，与测试值误差为0.2％以及0.07％。
S6)根据拟合的频谱分布，计算求得完整的待测积分区间内相位抖动。计算公式为：
其中，σrms表示相位抖动，LΦ(f)表示相位噪声的频谱分布，f1与f2表示待测积分区间，f0表示信号中心频率；f3为可读取区间与不可读取区间边界点。根据积分对区间的可加性，积分区间[f1,f2]被点f3分成两个区间[f1,f3]和[f3,f2]，那么
其中，f3取整个积分区间的1/2。
如图4所示，本发明实施例还公开了一种相位抖动测试系统，包括：
示波器，用于连接待测件，读取待测件在待测积分区间中可读取区间的相位噪声；
拟合单元，用于通过读取的相位噪声数据拟合对应的频谱分布；
计算单元，用于根据拟合的频谱分布，计算求得完整的待测积分区间内相位抖动。
所述根据拟合的频谱分布，求得完整的积分区间内相位抖动，具体为：
其中，σrms表示相位抖动，LΦ(f)表示相位噪声的频谱分布，f1与f2表示待测积分区间，f0表示信号中心频率；f3为可读取区间与不可读取区间边界点。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的修改或变形。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (6)
1.一种相位抖动测试方法，其特征在于，包括：
示波器差分探棒与待测件连接；
调用示波器抖动分析功能，读取待测件在待测积分区间中可读取区间的相位噪声；
通过读取的相位噪声数据拟合对应的频谱分布；
根据拟合的频谱分布，计算求得完整的待测积分区间内相位抖动；
所述根据拟合的频谱分布，求得完整的积分区间内相位抖动，具体为：
其中，σrms表示相位抖动，LΦ(f)表示相位噪声的频谱分布，f1与f2表示待测积分区间，f0表示信号中心频率；f3为可读取区间与不可读取区间边界点。
2.根据权利要求1所述的相位抖动测试方法，其特征在于，所述f3为f1与f2的中间值。
3.根据权利要求1所述的相位抖动测试方法，其特征在于，所述通过读取的相位噪声数据拟合对应的频谱分布，具体为：
通过二阶拟合描述相位噪声的频谱分布。
4.根据权利要求3所述的相位抖动测试方法，其特征在于，所述二阶拟合采用等距取值。
5.根据权利要求1所述的相位抖动测试方法，其特征在于，所述示波器通过以太网与主机连接，所述调用示波器抖动分析功能命令通过主机发送。
6.一种相位抖动测试系统，其特征在于，包括：
示波器，用于连接待测件，读取待测件在待测积分区间中可读取区间的相位噪声；
拟合单元，用于通过读取的相位噪声数据拟合对应的频谱分布；
计算单元，用于根据拟合的频谱分布，计算求得完整的待测积分区间内相位抖动；
所述根据拟合的频谱分布，求得完整的积分区间内相位抖动，具体为：
其中，σrms表示相位抖动，LΦ(f)表示相位噪声的频谱分布，f1与f2表示待测积分区间，f0表示信号中心频率；f3为可读取区间与不可读取区间边界点。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110458750.3A CN113138318B (zh) | 2021-04-27 | 2021-04-27 | 一种相位抖动测试方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110458750.3A CN113138318B (zh) | 2021-04-27 | 2021-04-27 | 一种相位抖动测试方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113138318A CN113138318A (zh) | 2021-07-20 |
| CN113138318B true CN113138318B (zh) | 2022-05-06 |
Family
ID=76812305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110458750.3A Active CN113138318B (zh) | 2021-04-27 | 2021-04-27 | 一种相位抖动测试方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113138318B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6167359A (en) * | 1998-06-12 | 2000-12-26 | Lucent Technologies Inc. | Method and apparatus for characterizing phase noise and timing jitter in oscillators |
| JP2012044284A (ja) * | 2010-08-13 | 2012-03-01 | Anritsu Corp | 補正値取得装置及び補正値取得方法とジッタ発生装置及びジッタ発生方法 |
| CN202502168U (zh) * | 2012-03-21 | 2012-10-24 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种相位噪声测量装置 |
| CN106100635A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-11-09 | 中国电子科技集团公司第二十四研究所 | 锁相环时钟抖动的仿真方法及系统 |
| CN106452693A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-22 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于双频点噪底能量分析的时钟相位抖动测量方法 |
| CN107976590A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-05-01 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种相位噪声测量的数据处理装置及方法 |
| CN110398292A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-11-01 | 北京大学 | 一种高灵敏度的光频梳时钟抖动测量方法及系统 |
| CN110657864A (zh) * | 2019-10-08 | 2020-01-07 | 三门核电有限公司 | 一种传感器响应时间测量方法 |
| CN111898254A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-11-06 | 中国矿业大学 | 一种二阶带通采样时钟抖动建模方法、补偿方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010037189A1 (en) * | 2000-01-20 | 2001-11-01 | Dan Onu | Method of estimating phase noise spectral density and jitter in a periodic signal |
| US7460592B2 (en) * | 2005-05-04 | 2008-12-02 | Advantest Corporation | Apparatus for measuring jitter and method of measuring jitter |
| US7970565B2 (en) * | 2006-02-27 | 2011-06-28 | Advantest Corporation | Measuring device, test device, electronic device, program, and recording medium |
-
2021
- 2021-04-27 CN CN202110458750.3A patent/CN113138318B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6167359A (en) * | 1998-06-12 | 2000-12-26 | Lucent Technologies Inc. | Method and apparatus for characterizing phase noise and timing jitter in oscillators |
| JP2012044284A (ja) * | 2010-08-13 | 2012-03-01 | Anritsu Corp | 補正値取得装置及び補正値取得方法とジッタ発生装置及びジッタ発生方法 |
| CN202502168U (zh) * | 2012-03-21 | 2012-10-24 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种相位噪声测量装置 |
| CN106100635A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-11-09 | 中国电子科技集团公司第二十四研究所 | 锁相环时钟抖动的仿真方法及系统 |
| CN106452693A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-22 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于双频点噪底能量分析的时钟相位抖动测量方法 |
| CN107976590A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-05-01 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种相位噪声测量的数据处理装置及方法 |
| CN110398292A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-11-01 | 北京大学 | 一种高灵敏度的光频梳时钟抖动测量方法及系统 |
| CN110657864A (zh) * | 2019-10-08 | 2020-01-07 | 三门核电有限公司 | 一种传感器响应时间测量方法 |
| CN111898254A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-11-06 | 中国矿业大学 | 一种二阶带通采样时钟抖动建模方法、补偿方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| Study and Estimation of Crystal Oscillator Phase Jitter;Wei Wei等;《2006 International Conference on Communications, Circuits and Systems》;20060628;全文 * |
| 估算高稳时钟抖动的幂率积分下限的研究;曹鹏等;《电子学报》;20101230;全文 * |
| 无线接收机中的杂散和电源噪声问题研究;陈森;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士)信息科技辑》;20200215;全文 * |
| 相位噪声测量在时钟偏斜测试中的应用;王小强;《微电子学》;20131030;全文 * |
| 高速串行数据链路中基于相位噪声时钟抖动测量;沈小青等;《计算机测量与控制》;20150530;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113138318A (zh) | 2021-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108710026B (zh) | 基于高精度相频分析的频率稳定度测量方法以及系统 | |
| CN102419389B (zh) | 测试和测量仪器中的时域测量 | |
| WO1999039216A1 (en) | Method and apparatus for jitter analysis | |
| CN103457603B (zh) | 一种基于平均频谱测试adc动态参数的方法 | |
| CN101701988A (zh) | 一体化便携式多通道相位相干信号分析仪 | |
| Grillo et al. | An efficient extension of the zero-crossing technique to measure frequency of noisy signals | |
| CN216748451U (zh) | 一种高精度的授时精度测量系统 | |
| US10432325B1 (en) | Testing phase noise in output signal of device under test using transformable frequency signals | |
| CN113341296B (zh) | 一种基于ate的soc芯片测试方法 | |
| CN113138318B (zh) | 一种相位抖动测试方法及系统 | |
| JP2005524837A (ja) | スペクトルジッタ分析 | |
| US9673862B1 (en) | System and method of analyzing crosstalk without measuring aggressor signal | |
| WO2022082917A1 (zh) | 一种高速信号频率测量与信号完整性的测试方法 | |
| US20060080054A1 (en) | System and method for generating jitter analysis diagrams | |
| CN109581067B (zh) | 一种基于fpga高速接收机的电容测量装置 | |
| CN109583029B (zh) | 一种消除受Ledge影响信号边沿斜率值的方法及装置 | |
| CN107835057B (zh) | 一种跳频接收系统的硬件性能测试系统及方法 | |
| JP2006329735A (ja) | 時間間隔測定方法および装置 | |
| JP2014130095A (ja) | 試験装置および試験方法 | |
| US6980932B2 (en) | Digital measurements of spread spectrum clocking | |
| CN111092600B (zh) | 基于相位叠加方法的fpga倍频方法 | |
| US11624781B2 (en) | Noise-compensated jitter measurement instrument and methods | |
| CN103267896A (zh) | 周期信号初相角的测量方法 | |
| CN112964930B (zh) | 一种不依赖于铷钟的设备频率稳定度测量方法 | |
| US11290197B2 (en) | Calibration device, conversion device, calibration method, and computer-readable medium having recorded thereon calibration program |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |