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SDAシリーズ 3種類のジッタ計測方法について
アプリケーション･ブリーフ LAB WM452 : SDAシリーズ 3種類のジッタ計測方法について レクロイ社製シリアルデータアナ ライザ(SDA シリーズ)は、信号に合 わせて 3 種類のジッタ計測方法が選 択できます。 このアプリケーション ブリーフでは、3 種類の方法につい てそれぞれのジッタ成分の特定方法 とどんな時にどの方法を使うべきか を解説します。 SDA シリーズでジッタを計測するに は、まず “Analysis” メニューか ら “Serial data analysis configuration “ を選択します。する と画面下部にシリアルデータ解析専 用のメニューが現れます。（あるい は、オシロスコープのフロントパネ ルにある“serial data” ボタンを 押しても同じメニューが現れます。） メニューの左側にある四角いボタン の “Jitter” を押すと、ジッタ解 析メニューのタブが現れま す。”Jitter” タブを選択すれば、 メニューの “measurement” の下の 選択肢か ら、”Conventional”、”Effective” 、”MJSQ”`の３つのジッタ計測法を 選択することができます。この中か らひとつを選択するとオシロスコー プは取り込んだ全てのデータからジ ッタを計算し、結果をパラメータ計 測値としてグリッドの下側に表示し ます。P1, P2,P3 のパラメータ計測 値表示がそれぞれ、トータル・ジッ タ(Tj)、ランダム・ジッタ(Rj)、デ タミニスティック・ジッタ(Dj)です。 オシロスコープが新しいトリガで波 形を捕捉するごとに、ジッタ計測値 が更新されます。これは、パラメー タ計測機能をリセットした時から開 始した捕捉した全波形に含まれた全 てのサイクルに渡って計算された数 値です。 Tj の計算方法 ３つのジッタ計測法は、レクロイ社 が特許を持つ “正規化 Q スケール法 “によって、どれも同じ方法でトー 図１.: シリアルデータ解析モードでのジッタ･タブメニュー。Conventional 法による Dj のブレークダウンが表示されています。また、画面中央の赤い 斜めの直線が Q スケール解析の結果を表します。 タル・ジッタを計算します。これは、 タイムインターバル・エラーの計測 値の統計的な解析によって出した数 値です。MJSQ 法にのっとりランダ ム・ジッタとデタミニスティック・ ジッタの計測値は合計されます。オ シロスコープは図.1 のように Q スケ ール解析の結果を表示します。画面 中央のふたつの斜めの直線の傾きと グリッドの最上部におけるこの二つ の直線が離れた距離が Rj と Dj の 値を表すのです。 Rj は時々、残留 ジッタ (remaining ジッタ）解釈さ れることがあります。また Dj と違っ てランダムに発生するジッタ Rj は ジッタの発生源と理解されているこ とがあります（これは正しくありま せん。） Tj の値はビット・エラー・レートの 関数であることは、非常に大切なこ とです。ビット・エラー率は “BER” と表記されますが、これはビット・ エラー・レートを示すものではない ので注意してください。それぞれの ３つの計測方法で、ユーザは BER を選択することができます。SDA の デフォルト設定は BER= 1 x 10-12 ですが、もし別の BER で計算したい 場合は変更することができます。 Tj ブレークダウンのアルゴリズム ジッタ計測方法では Tj を Rj と Dj に分離する方法が異なります。Tj、 Rj、Dj の計算方法はひとつではあり ませんし、ジッタの計算を解説した 資料もありません。詳細を知りたい 方は文末の資料を参照してください。 MJSQ 法はファイバチャンネルの仕 様の一部です。MJSQ とは “Methodologies for Jitter and Signal 1 レクロイのウェブサイトには、この他にも無料でダウンロードできる最新技術資料があります。 → ウェブサイトへジャンプ Quality Specifications” の略です。 この方法はシリアルデータ伝送のジ ッタ計測に広く使われるようになり ました。MJSQ では、Dj はデュアル・ ディラック形状であり、ふたつのガ ウス分布関数がビットエラーレート が大きくなるに従って増加するとい うモデルに基づいています。（詳細 は文末の資料を参照してください。） SDA に搭載されている MJSQ ジッタ計 測法は、Rj,Dj を推定するための手 法です。ほとんどのエンジニアにと っては、希望するビットエラーレー ト（例えば 10－１２など）のデータを オシロスコープで一度に捕捉するこ とは殆んど不可能です。これは現在 のオシロスコープのメモリ容量では とても足らないからです。従って、 オシロスコープを使ったジッタ計測 値はあくまで計算によって予測され た数値です。 MJSQ 法では Rj と Dj のジッタ分布 の数値補間により Tj を計算します。 Rj は、正規化された Q スケール解析 により求められたジッタのシグマ値 を平均化することにより決定されま す。左右ふたつのガウス分布につい てそれぞれひとつのジッタ計測値が 表示されます。図２では、左側と右 側のガウス分布について Rj のシグ マ値はそれぞれ 1.28ps と 1.434ps です。パラメータ計測値の表示フィ ールドには P3 として両者の平均値 1.31ps が表示されています。 Dj の計測値は Q スケール解析では 斜めのふたつの直線上で Q=0 の位置 （画面の一番上の位置）での直線の 離れた距離がジッタ計測値に相当し ます。図２で 23.48ps、画面上のふ たつの直線の距離は 2.35div. です。 業界標準の計算法でジッタを計測 したいときにはＭＪＳＱ法をお勧め します。 Effective 法はバスタブ曲線を解 析して Tj をブレークダウンします。 これはオシロスコープ以外の測定機 （例えば BERT など）を使って Rj と Dj の値を計測する唯一の方法です。 これらの測定機では実際の波形を解 析することができないからです。レ クロイ社の方法では設定した BER 2 図 2: MJSQ 解析 Dj ブレークダウンは MJSQ 法では選択できません。 （ビットエラー率）に応じてトータ ルジッタ曲線を異なる幅でプロット します。その結果 Rj と Di の値に直 接比例した傾きと間隔を持つ直線を 描きます。この方法では Rj と Dj の 測定値は、しばしば MJSQ 法で測定し た値と同じようになります。. Effective 法は、同じ計測法を採 用する BERT などの他の測定機での ジッタ計測値をレクロイ社の SDA シ リーズで計測した値と比較したい場 合に使います。 Conventional 法は、波形を詳細に 解析することによって最も正確に Dj を計測することをねらっていま す。レクロイ社のアルゴリズムによ って、Pj（周期性ジッタ）、DCD（デ ューティサイクル歪み）、DDj（デー タ依存性ジッタ）を計測します。DJ Breakdown ボタンを押すと、パラメータ測定 値の表示エリアにこれらのジッタ成 分の測定値が表示され、それがどの ようにトータルジッタに影響するか を知ることができます。図１にシリ ア ル デ ー タ ア ナ ラ イ ザ を Conventional 法 に 設 定 し 、 DJ Breakdown を ON にした状態を示し ます。このモードでは、パラメータ 表示エリアの P4 から P6 にそれぞれ、 Pj、DCD、DDj が表示されます。 Conventional 法は、周期性ジッタ とデータ依存性ジッタの原因に関す る 新 た な 洞 察 を 提 供 し ま す 。 Pj Breakdown タブを選択すると周波数 毎の Pj の詳細な計測値が一覧表に 表示されます(図３)。この情報を解 析することにより、システム上で何 が Pj をひきおこしているのかを突 き止めるヒントが得られます。 デ ー タ 依 存 性 ジ ッタ は 、 Synchronous N Cycle Plot 法と ISI 法（符号間干渉）の二つによって測 定することができます。ジッタ測定 に使える信号が繰り返しパターンで ない場合には ISI 法をお使い下さい。 トータルジッタ計測値から Dj 計測 値を減算した値が Rj の値となりま す。 指定した BER（ビットエラー率） での Dj を最も正確に、かつ直接計測 したいときに Conventional 法をお 使い下さい。 参考文献: ファイバーチャンネルに関する MJSQ の資料： http://www.t11.org/ftp/t11/pub/f c/mjsq/04-101v5.pdf トータルジッタを計測する方法の比 較資料（正確さや安定性など） http://www.lecroy.com/tm/Library/WhitePapers/PDF/LeCroy_Jit ter_Methods_DesignCon2007.pdf Rj と Dj に関する６つの話 j http://www.lecroy.com/tm/Library/WhitePapers/PDF/WP_TechBri ef_Rj_and_Dj.pdf SDA の原理と操作法 http://www.lecroy.com/tm/Library/WhitePapers/PDF/SDA_Theory.pdf SDA 操作マニュアル l http://www.lecroy.com/tm/library /manuals/SDA/OperatorsManual/SDA-OM-E _Rev_F.pdf 図 3： 周期性ジッタ（Pj）ブレイクダウン. 3 レクロイのウェブサイトには、この他にも無料でダウンロードできる最新技術資料があります。 → ウェブサイトへジャンプ