高速串行总线的特征
对于高速的串行总线来说，一般情况下都是通过数据编码把时钟信息嵌入到传输的数据流里
然后在接收端通过时钟恢复把时钟信息提取出来，并且用这个恢复的时钟对数据进行采样。
因此时钟恢复电路对于高速串行信号的传输和接收至关重要。
CDR电路原理
时钟恢复的目的：跟踪发送端的时钟漂移和一部分抖动，以确保正确的数据采样。
时钟恢复电路（CLOCK DATA RECOVERY）一般都是通过PLL（PHASE LOCK LOOP）的方式实现。
输入的数字信号和PLL的VCO进行鉴相比较，
如果数据速率和VCO的输出频率由频率差就会产生相位差的变化，鉴相器对相位差进行比较并转换成电压控制信号，
电压控制信号经过滤波器滤波后，产生对VCO的控制信号，从而调整VCO的输出时钟频率。
经过反复的鉴相和调整，最终VCO的输出信号频率和输入的数字信号的变化频率一致，这时PLL电路进入锁定状态。
其中滤波器又称为环路滤波器，通常是一个低通滤波器。
环路滤波器（环路带宽）对眼图、抖动测量的影响
1，输入的数字信号中出现低频抖动，其造成的是数据速率的缓慢变化，如果这个缓慢变化的频率低于环路滤波器的带宽，输入信号抖动造成的相位变化信息就可以通过环路滤波器从而产生对VCO输出频率的调整。这时VCO的输出时钟中就会跟踪上输入信号的抖动。
2.输入的数字信号中出现高频抖动，其造成的相位变化信号不能通过环路滤波器，则VCO输出的时钟中就不会有随输入信号一起变化的抖动成分，也就时说输入信号中的高频抖动成分被PLL电路过滤掉了。
抖动传递函数
描述PLL电路对于不同频率抖动的传递能力。JTF曲线通常是个低通特性，反映了PLL电路对于低频抖动能够很好的跟踪而对高频抖动跟踪能力有限的特性。
对于低频的抖动，PLL电路能够很好地跟踪，恢复出来的时钟和被测信号一起抖动。这种低频抖动不会被观察到，对于数据采样的建立保持时间也没有太大的影响。
相反地，高频抖动会被PLL电路过滤掉。因此输出的时钟里不包含高频的抖动成分。利用此时钟对数据信号采样，就会观察到输入信号里明显的抖动。
所以很多高速串行总线的接收芯片对于低频抖动的容忍能力远远超过高频抖动的容忍能力。usb3.0总线对于接收端芯片对于不同频率的抖动容忍能力要求的曲线，可以看到其对低频的容忍能力非常大，甚至可以远超过1个UI（数据比特宽度）。
CDR电路的PLL环路带宽的设置
PLL的带宽设置越窄，恢复出来的时钟越纯净，但是对于抖动的跟踪能力越弱。用这个时钟为基准对数据采样时看到的信号上抖动会越多，眼图越恶劣；
PLL带宽设置越宽，对于抖动的跟踪能力越强，恢复出来的时钟和信号的抖动越接近，用这个时钟为基准对数据采样时看到的信号抖动会越少，眼图越好。
测试中时钟恢复方式的选择
眼图和抖动都是相对量，对于同一个信号，以不同的时钟基准看到的眼图是不一样的。
如何定时钟基准？或者说如何定PLL环路带宽设置？
答案就是尽量参考接收端芯片的时钟恢复情况。
即使对于一个从发送器直接发送出来的信号的眼图和抖动的测量，我们关心也是这个信号进入到接收芯片内部后接收芯片经时钟恢复后看到的眼图是什么样的。
所以在进行发送端的信号质量测试时也会尽量模拟接收端的时钟恢复方式，否则测量到的结果可能是不真实的。
不同的总线对于接收时钟恢复的环路带宽甚至滤波器的形状都有要求。
比如光通信中常数据速率的1/1667或者1/2500做为环路带宽。
而PCI-E、USB3.0、SATA等总线都有自己定义的环路带宽要求。
为了方便针对不同总线进行测试，测试仪表不但需要有时钟恢复能力，还需要能够根据不同的总线要求设置合适的环路带宽。
很多实时示波器会用软件的方法进行时钟恢复，环路带宽的设置相对灵活；
而采样示波器或者误码仪会用到专门的硬件时钟恢复电路，这就需要时钟恢复电路最好能有环路带宽的调整能力以适应不同的测试标准。
分析波形和分析眼图的区别：
1.信号某些位的波形能够很好的反应波形的细节；
2.眼图能够体现信号的整体特征；
3.某些位波形很好，不能说明数字信号品质没问题。
4.眼图很好，可以确认数字信号品质没有问题。
眼图反应的信息：
眼图反映出信号质量SI，显示发送器的综合特征
1.上升时间和下降时间
2.过冲，下冲和振铃（回沟）
3占空比
4抖动和噪声
眼图张开度与抖动和BER相关联
眼图张开越大，表明对噪声和抖动的容许误差越大；
眼图张开越大，表明接收器判断灵敏度越好；
眼顶、眼底和转换区域宽表明接收器判断灵敏度降低；
眼图测试
可以使用串行数据恢复出的眼图，或者使用Demo Clock或探头补偿信号，上下边沿触发形成简单眼图，打开color grade，测试
眼高
眼宽
抖动
交叉百分比
占空比失真
品质因数
抖动的概念
其实时域上的抖动就是频域上的相位噪声；
抖动常见术语
周期抖动（Period Jitter）信号周期的差异；
周期-周期抖动（cycle-to-cycle jitter）相邻周期之间的变化
时间间隔误差（Time interval error）相对于理想时钟的时间差异
抖动测试的衡量方法
平均值mean
标准偏差 standard deviation
峰-峰值peak to peak
抖动测量举例
抖动有TJ(total jitter)总体抖动
包含RJ（random jitter）随机抖动
DJ（deterministic jitter）确定性抖动
其中确定性抖动 又包含PJ（periodic jitter）周期性抖动和DDJ（Data-dependent jitter）数据相关抖动
数据相关抖动DDJ 分为码间干扰（ISI inter-symbol interference）和占空比失真（DCD duty cycle distortion）
周期性抖动PJ
TIE VS TIME，即时间间隔误差随时间的变化，是一个重复的，周期性波形
效果相当于调频
可能的抖动源：电源的EMI干扰、扩频时钟SSC的调制信号
占空比失真DCD
主要有不对称的上升边沿速率与下降边沿速率
不适当的判断门限选择
码间干扰ISI
由于链路的有限带宽，抑制了信号中高频成分的通过
驱动器driver
对比起comparator
pcb走线与电缆的散射（衰减、损耗、阻抗不连续性导致的反射）
由于阻抗不匹配，导致信号反射
反射的信号叠加在原来的信号上，导致幅度增加
最终使转换电平所耗费的时间更长，从而产生抖动。
实时示波器抖动测试分析方案
EZJIT通用抖动分析软件
为什么需要时钟恢复
数字信号很多测试测量都需要时钟信息
1.抖动测试
2.实时眼图及眼图模板测试
3.数据的8b/10b解码
4.串行数据的码型触发
通过软件恢复时钟
除了被测器件直接提供时钟外，也可以采用软件的方式恢复时钟，典型的软件时钟恢复方法有：
1常频方式
可以得到被测信号在所有频率上的所有抖动成分
实例：SSC（扩频时钟）特性、链路发送端测试
2PLL 锁相环路
模拟链路接收端通过硬件PLL恢复时钟后看到抖动成分
3外时钟恢复
被测信号没有使用嵌入式时钟而具有显性时钟信号
4特殊方式
实例 PCI Express时钟恢复方式
PLL带宽对抖动测量的影响实例
如果采用PLL方式做时钟恢复，PLL带宽设置的通常优先顺序是：
总线的规范要求；
接收端的硬件实现参数；
如果以上两点都不具备，可参照经验公式：
4Gb/s以下速率：速率/1667；
4-10Gb/s速率：速率/2500；
1Gb Fiber Channel <=637KHz
1Gb Ethernet <=750KHz
10Gb En 3.125x4 lane <=1.85MHz
10Gb Ethernet <=4MHz
眼图测量的操作步骤
启动SDA软件
1）开启示波器，把被测信号通过探头或测试电缆连接示波器；
2）点击Agilent infiniium系列示波器的Analyze菜单；
3）选则 Serial Data ，弹出一个新的对话框；
启动SDA向导
4）在弹出的Serial Data对话框中，选择左上角的Serial Data Wizard 也就是串行数据分析向导对话框；
5）按照向导对话框设置
6）选择NEXT按钮，进入下一个界面；
时钟恢复方式设置
1）首先选择恢复时钟所使用的信号通道。对于内嵌时钟的数字信号，就是信号的输入通道；
2）选择时钟恢复方法，下来列表中有很多种恢复方法，此处的选择会影响到下一个界面的内容。一般不清楚的情况下可以选择constant frequency
3）可以对信号进行垂直方向上的自动定标，从而更有效利用示波器的垂直分辨率，提高测试精度
时钟恢复参数设置
1）常频方式：信号速率、常频锁定方式
例如2.5Gb/s，fully automatic
2）一阶PLL方式：信号速率、PLL环路带宽或者速率/环路带宽比
例如2.5Gb/s，1.499700MHz，1.667000K；
3）二阶PLL方式：信号速率、PLL环路带宽、阻尼因子；
例如2.5Gb/s，1.499700MHz，1.
设置信号阈值门限
1）设置信号Threshold，通常选择50%的Vp-p；
2）设定Hysteresis（滞后）可减小由于噪声等原因引起的虚假信号跳变沿，可以直接采用软件的缺省数值；
测量选择
可选择在进行实时眼图测试的同时，是否进行TIE的参数测量
1）根据需要选择打开或者不打开TIE测量；
2）如果选择TIE测量，可选择测量结果显示位绝对时间（秒）或相对时间（UI）
设置实时眼图测试
1）选择实时眼图显示
2）使用颜色梯度显示模式
both 包含所有bit位，De-emphasis 仅包含去加重位，即非跳变位，Transition 仅包含跳变位
设置示波器的捕获参数
1）设置示波器的相关捕获参数，包括采样率，存储深度和水平时基设置等；
2）通常可以直接采用软件的缺省数值；
例如存储选择25.0042Mpts，20.0GSa/s，20.0ns
设置完成。点击efinish退出向导。
显示眼图
动态显示实时眼图的累积情况。
包括累积的UI数以及示波器捕获的波形数。满足等式
UI数=存储深度/采样率*时钟速率*波形数
点击Measure菜单下EYE PATTERN项目可以看到眼图相关参数的自动测量，包括眼高、眼宽、抖动等。
启动眼图模板测试
在serial data对话框下，还可以选择MASK TEST按钮，打开模板测试对话框
展开模板违规的眼图
1）暂停示波器的捕获（注意，此处不时暂停模板测试）
2）点击屏幕右下角测试控制面板中的unfold real time eye 按钮，弹出一个新的对话框
3）在新的对话框中，点击position to first failure ，跳至第一个模板违规的比特位。
浏览模板违规的比特
1）可逐个查看模板违规的比特。通过调整时基设置，可以查看其前后波形，分析造成违规的原因
2）可推出查看模式，恢复到眼图模板测试状态。