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Jitter & Timing Analyse  

Die LeCroy Jitter & Timing Analyzer sowie die Analyse Pakete für Oszilloskope helfen Ihnen, Probleme zu entdecken, bevor Ihre Produkte in die Produktion gehen und zu Ihren Kunden gelangen. Modulationseffekte und Signaljitter werden selbst bei seltenen Ereignissen aufgespürt, Timingprobleme werden entdeckt und können im Zeit- und Frequenzbereich als auch statistisch dargestellt und untersucht werden. Anwendung für diese Produkte liegen u.a. in der Datenkommunikation, Automobilindustrie, mechanische/rotierende Maschinen, Telecom, Datensicherung, Design auf Basis von Mikroprozessoren, PLL Charaktersierung und der Dekodierung von digitalen Signalen.

Leistungsfähige Analysemöglichkeiten

Wenn Ihre Clock oder Ihre Schaltung nicht in der gewünschten Weise funktioniert, stehen Ihnen die umfangreichen Hilfsmittel der LeCroy Jitter & Timing Lösungen zur Seite. Auf die gängigsten Analysefunktionen der Jitteranalyse haben Sie Zugriff über die ANALYSIS-Taste im WavePilot. Hier finden Sie die richtigen Hilfsmittel für Ihre Fehlersuche wie z.B.:

  • Messung der PLL Regelbandbreite

  • Messung der Modulationsfrequenz bei gespreizten Clocks

  • Messung des aufsummierten Jitters

  • Messung von Zeitintervalfehlern

  • Erfassen von Jitterburst

  • Messung der Sprungantwort einer PLL

  • Korrelation von Spannungsversorgungsspitzen und Clockjitter

  • Auffinden von Übersprechen in Schaltungen

  • Darstellung von Jitterpeaks korreliert zu Clockflanken

  • Auffinden von Zonen mit max. und min. Jitter

  • Darstellung der Jitterstatistik

  • Spektrale Darstellung von gespreizten Clocks

  • Charakterisierung der Linearität von Algorithmen zur Clockspreizung

  • Messung und Anzeige von Signalmodulationen und -Abweichungen

Geschwindigkeit und Messgenauigkeit

Die Auswahl von Bauteilen und die Überprüfung von Clocksystemen erfordern hunderttausende von Peak-to-Peak Jitter Messungen. Die extrem schnelle Rechenleistung von LeCroy DSOs ermöglicht statistisch aussagekräftige Messungen des Peak-to-Peak Jitters in Sekunden. Andere Oszilloskope benötigen für die gleiche Aufgabe wesentlich länger, wie Ihnen die folgende Grafik zeigt.

JTA & JitterPro - 
die besten Jitter & Timing Analyse-Lösungen auf dem Markt !


Sprungantwort einer PLL

Datenstrom Jitter


JitterViews JPG file (42503 bytes)

Drei Ansichten von Jitter: Zeit, Statistik und Frequenz

Jitter von Netzteilschwankungen


CCTM dper 4-2-200k JPG file (39759 bytes)

Cycle-to-Cycle Jitter Messungen

LAB424 JPG file (43782 bytes)

Beschleunigungsprofil eines Motors

LeCroy verfügt über die komplettesten und leistungsfähigsten Lösungen zur Charakterisierung, Überprüfung und zum Debuggen von Signal-Jitter und -Timing.

Das LeCroy-Oszilloskope ­ wie z.B. die neue LC684D Serie ­ verfügen über die notwendige Leistungsfähigkeit, Genauigkeit, Flexibilität und Speichertiefe.

  • Das neue JitterPro - High-Speed Clock und Daten-Jitter Analyse-Pakete

  • Drei verschiedene Darstellungen von Jitter, inklusive JitterTrack™

  • Vielfältige Timing-Messungen für Clock, Clock-to-Data und Datenstrom-Analyse

  • Rambus®-Referenz für die Clock-Überprüfung des DRCG

  • Hochgenaue Peak-to-Peak Jitter-Messungen

  • Einfache Bedienung, mit JitterWizard™

  • Hohe Flexibilität ­ perfekt an Ihre Anwendung angepasst

  • Applikationsspezifische Lösungen

Zusammen mit dem richtigen DSO ­ verlässliche Resultate in kürzester Zeit

Drei Darstellungen von Jitter


1 ­ Statistische Jitter-Darstellung

Der Schlüssel zu hoher Messgenauigkeit

Die statistische Darstellung des Jitters ermöglicht durch die Anzeige der Verteilung des Jitters einen tiefen Einblick in das Signal. Wie bei jedem auf Rauschen basierenden Phänomen nimmt auch beim Peak-to-Peak-Jitter der Wert mit der Anzahl der gemessenen Werte zu. Jeder, der an der Bestimmung von Wost-Case-Jitter und Timing-Werten interessiert ist, muss die Anzahl der aufgenommenen Werte beachten. Je mehr Werte, desto besser das Ergebnis.

Eine gängige Jitter-Grösse ist die Veränderung der Clock-Periode, wie sie im Diagramm unten dargestellt wird. Stellen Sie sich jeden Pfeil als eine Messung der Periode vor und die Differenz zwischen der kürzesten- und längsten Dauer als den Peak-to-Peak Jitter.

 

Anzahl gemessene
Werte

Typischer gemessener Peak-to-Peak (#Sigma)

100

2.1

1000

2.9

5000

3.4

10,000

3.5

100,000

4.1

1,000,000

4.6

5,000,000

5.1

Wie Sie deutliche sehen können, werden hunderttausende, ja sogar Millionen von Messwerten benötigt, um genaue Peak-to-Peak Werte zu erhalten. Mehr Messungen bedeuten genauere Ergenisse!

Wenn mehrere Messungen durchgeführt wurden, kann deren Verteilung als Histogramm dargestellt werden. Der Wert des Peak-to-Peak Jitter wächst statistisch, wenn mehr Messungen durchgeführt werden.

Leistungsfähige Datenverarbeitung und Genauigkeit

Die Auswahl von Bauteilen und die Überprüfung von Clock-Systemen erfordern hunderttausende Messungen des Peak-to-Peak Jitters. Die extrem schnelle Datenverarbeitung von LeCroy DSOs kann Ihnen statistisch aussagekräftige Peak-to-Peak Werte in Sekunden geben. Andere DSOs sind um ein vielfaches langsamer.

Erfassungsdauer und Messgenauigkeit

Manche Messungen, wie die von N-Cycle Jitter, können nur mit einer einmaligen Signalerfassung durchgeführt werden. Die maximale Länge dieser Erfassung ist der Schlüssel zu genauen Peak-to-Peak Messungen!

100 k Erfassung

16 M Erfassung

dper 6 3 1k

dper 6 3 133k

Oben wird eine 6-Cycle Messung einer 400 MHz Clock dargestellt, aufgenommen mit einem 100 k Speicher, wie er in High-Speed DSOs anderen Hersteller häufig zu finden ist. Aufgrund des kurzen Erfassungszeit zeigt das Histogramm nur 1.000 Mess-Werte und Ihre Verteilung an. Der Peak-to-Peak Wert (range (D)) beträgt 46,5 ps. Ist dieser Wert genau?

Oben zeigen wir die gleiche Messung wie links, jedoch den 16 M grossen Speicher eines LeCroy DSOs nutzend. Sie erkennen, dass die Histogramm-Darstellung viel klarer ist. Der Peak-to-Peak Messwert (range (D)) ist wesentlich höher und genauer, da 133-mal so viele Messwerte in die Berechnung des Peak-to-Peak Jitter einbezogen werden.

 


2 ­ Die zeitliche Jitter-Darstellung: JitterTrack™

Der Schlüssel zum Verständnis und Debuggen von Jitter

JitterTrack copy

Was ist JitterTrack?

JitterTrack ist eine von LeCroy patentierte Funktion, die das Verhalten des Jitters über die Zeit darstellt.

JitterTrack

Stellen Sie sich jede Clock-Periode als Pfeil vor, wie oben gezeigt. Variationen in der Zeit der Periode sind nicht klar erkennbar. Stellen Sie sich nun vor, dass jeder dieser Pfeile gedreht und zeit-synchron zu der dazugehörigen Periode dargestellt wird. Die Amplitude jedes Pfeils stellt die Dauer jeder Periode dar. Wenn man nun die Spitzen der Pfeile verbindet, können Sie erkennen, wie sich der Jitter über die Zeit verändert, und das absolut synchron mit dem gemessenen Signal.

JitterTrack zum Debuggen von Jitter
Die nützlichste Hifsmittel zum Debuggen auf dem Markt!

Der Schlüssel zum Debuggen von Jitter liegt in der Fähigkeit, Jitterereignisse mit anderen Geräten, Boards oder Ereignissen im System zu korrelieren. Nur JitterTrack von LeCroy hat diese Möglichkeit, indem es den Jitter zeitsynchron mit den auf dem Display erfassten Signalen.

Jitter-Bursts

 

Im oberen Signal wird eine 2 ms Erfassung einer differenziellen 400 MHz Clock dargestellt. Das untere Signal ist der JitterTrack des Cycle-to-Cycle Jitter der Clock, synchron mit dem Clock-Signal. Das JitterTrack-Signal zeigt die Spitzen des Jitter. Der Zeitpunkt der Spitzen korrespondiert direkt mit dem Zeitpunkt, an dem das Signal eine etwas geringere Amplitude hat. Der Zusammenhang zwischen den beiden Ereignissen, Amplituden-Veränderung und Jitter-Spitze, ist dadurch eindeutig bestimmt. Bitte beachten Sie, dass ein Oszilloskop mit einem kleinen 100k Speicher hierzu nicht in der Lage ist.

 

Power Spitzen

Power-Qualitäts-Probleme ist die häufigste Quelle von Jitter. Wie stelle ich dies an meiner Schaltung fest? Mit JitterTrack! Das obere Signal ist ein Clock-Signal. Das mittlere Signal ist ein Zeitintervall JitterTrack des Clock-Signals. Das untere Signal zeigt das Power-Signal zum Clock-Chip. Sie sehen, dass JitterTrack die Jitter-Spitzen zur gleichen Zeit wie die Power-Spitzen zeigt. Dieser Zusammenhang kann nur erkannt werden, weil JitterTrack zeitsynchron mit den anderen erfassten Signalen ist – aufgrund des grossen Speichers der LeCroy DSO.

JitterTrack zur Charakterisierung

PLL Step-Response

Das obere Signal zeigt eine PLL, deren Referenz-Frequenz eine Stufe zeigt. Das untere Signal zeigt den JitterTrack der PLL-Ausgangs-Frequenz. Die Stufe der PLL ist in der JitterTrack klar zu sehen, wie auch das Überschwingen der Frequenz. Zusätzlich wird eine Anzahl von Messungen an der JitterTrack durchgeführt, um die Antwort der Frequenzstufe zu untersuchen. Die Flexibilität der LeCroy DSOs und die Leistungsfähigkeit von JitterTrack zusammen ermöglichen solche und weitere Timing-Analysen. Dies ist mit anderen Oszilloskopen nicht möglich!

Die Aufzeichnungsdauer ist entscheident bei der Charakterisierung und dem Debuggen von Jitter

Viele Phänomene mit Einfluss auf Jitter und Timing, wie z.B. Power Glitches, Clock-Modulation, PLL Step-Response, etc. treten nur alle hunderte von Mikrosekunden oder sogar nur alle Millisekunden auf. Nur die Kombination aus der langen Aufzeichnungsdauer der LeCroy DSOs und JitterTrack ermöglicht das Auffinden und Analysieren solcher Ereignisse. Also entscheiden Sie sich für die richtigen Werkzeuge, um Ihre Aufgaben zu erledigen!


3 ­ Spektral-Darstellung von Jitter

Da Jitter aus verschiedenen Frequenzanteilen besteht, ist eine spektrale Darstellung notwendig. Diese Betrachtung gibt oftmals Einblicke in die wahre Ursache des Jitter. LeCroy kann diese Frequenz-Anteile als Jitter-FFT darstellen. Im Gegensatz zu einer FFT eines Clock-Signals, zeigt die Spektraldarstellung ausnahmslos die Variation der Timing-Messungen.

Links sehen Sie ein Jitter-Spektrum einer 400 MHz Clock. Mit Hilfe der Zeit-Cursor erkennt man den ersten Spitzenwert bei 50 MHz. Die anderen Spitzen sind die Harmonischen von 50 MHz. In der Schaltung ist das Referenz-Signal der 400 MHz Clock ein 50 MHz Oszillator. Das Zusammenwirken der Clock-PLL mit dem Referenz-Oszillator verursacht den grössten Teil des Jitters. Mit diesem Wissen kann man nun Jitter reduzierende Massnahmen ergreifen.

Datenstrom Jitter-Messungen

Messungen des Datenstrom-Jitters sind für Anwendungen in der Telecom, Datacom, Data Storage und für andere Gebiete mit Takt-Rückgewinnungs-Schaltungen notwendig. Die Jitter Mess-Algorythmen von LeCroy verfügen über diese Fähigkeit. Vielfältige Datenstrom-Messungen wie z.B. Time Interval Error (TIE) stehen zur Verfügung. Für genaue TIE-Messungen sind eine hohe Clock-Stabilität und grosse Speicher unerlässlich. Die grossen Speicher der LeCroy DSOs und die äusserst stabile Sampling-Clock machen sie zur ersten Wahl für TIE- Messungen.

Gezeigt wird hier ein nicht-standardmässiges Datenstrom-Signal (oberes Signal) und der dazugehörige Time Interval Error-JitterTrack (unteres Signal). Die Variationen des Datenstrom-Jitters über die Zeit ist klar ersichtlich. Wie bei Clock-Signalen kann man auch für Datenstrom-Signal alle drei Darstellungen des Jitter auswählen. Darüberhinaus können Datenstrom-Signale, die auf Telecom-Standards beruhen, einfach mit dem "Standard" Menü konfiguriert werden.

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