誤碼率

誤碼率測試儀

誤碼率測試儀2011-04-2516：11：42閱讀0評論0字號：大中小訂閱

BitAlyzer?BA系列官方網站主要特點和優點

支持最高1.6Gb/s數據碼型發生/誤碼檢測，快速、精確地對數據通信系統

進行參數測試

PRBS或者8Mb長度用戶自定義碼型可以靈活的調試和驗證任何數字信號

內建極精確的時鐘源

可調節幅度、偏置、邏輯閾值和端接等參數，為接收機測試提供靈活多樣

的信號激勵

差分或單端IO確保滿足所有通信總線標準

BitAlyzer?誤碼分析快速理解被測系統的誤碼率極限、評估確定性和隨機

性誤碼，詳細的碼型相關誤碼分析，進行突發(Burst)分析以及無誤碼時間間隔

分析等

自動化眼圖測量和快速眼圖模板測試提供了對被測系統快速的信號完整性

分析

ANSI標準的抖動測量(RJ、DJ和TJ)，能夠測量BER在10-12時的TJ和RJ

支持Q因子分析，揭示眼高和BER之間的關系

BER輪廓揭示眼圖和BER的關系，可以將輪廓導出為眼圖模板

內建的前向誤碼糾錯(ForwardErrorCorrection)可以仿真通信系統FEC

設計的性能

誤碼定位及分析(ErrorMaping)揭示信號出現誤碼的位置和原因

主要應用

半導體性能參數驗證

進行眼圖模板、BER和抖動測試

衛星通信系統功能測試

無線通信系統功能測試

光線系統或模塊測試

前向誤碼糾錯(ForwardErrorCorrection)評估

超群的性能、快速深入分析被測系統

BitAlyzer?系列誤碼率測試儀是當前工業界應對信號完整性挑戰和BER問

題最佳的解決方案，面向用戶提供對復雜電子和通信系統驗證、參數測試以及

調試和測試。

整個產品系列擁有超乎想象的數據發生和分析功能，而且操作非常的直觀、

簡單，幫助用戶加快日復一日的工作任務。集合了最完善的分析功能與便捷的

操作與一體，最大化的幫助用戶得到被測系統的信息。

簡單的用戶界面

上圖是BA1500和BA1600界面的起始頁。在右邊的一列按鈕引導用戶選擇

不同的功能模塊，觀測不同的視圖，進行詳細的配置等。支持觸摸屏操作。

BA1500和BA1600有著在所有誤碼儀中最先進的用戶界面系統。界面上直

觀的分布著儀器的控制按鈕和狀態參數。通過起始頁開始，用戶能夠快速的學

習如何使用儀器。非常方便的幫助系統，可以連接到Internet，支持e-mail

和網絡打印。

用戶可以通過開始設置(GettingStarted)向導，一步一步的完成對儀器的

學習，掌握最新的分析功能。不出一個小時，就能夠完成儀器的基本設置，進

行誤碼率測量并且可以研究誤碼的統計特性了。

碼型發生器

簡單直觀的界面。用戶可以非常輕松的完成時鐘源、數據靈活的配置.

BA1500和BA1600包含內部碼型發生器，能夠產生預設的PRBS碼流，或者

用戶自定義、長度不超過8Mb的碼型。數據發生器即可以受控于內部時鐘，也

可以通過外部時鐘輸入產生數據。精度達到0.1%的延遲線用于調整時鐘和輸出

數據之間的時延。用戶自定義數據可以在線編輯或從外部文件讀取。

廠家預設值包含了常用的邏輯閾值電平。另外，數據和時鐘的擺幅、偏置

可以單獨調節，可以輸出差分或者單端的信號。

碼型檢測器

支持差分和單端輸入，閾值電平和電壓可以自由調節。預設了常用的邏輯

種類。

通過對輸入數據和參考數據一位一位的比較來確定誤碼。接收序列中的誤

碼可以通過內部的處理器實時的找到，并且存儲在內部的硬盤上有待后續分析。

接收機將自動同步正常或者反向的PRBS碼型，或者是用戶自定的碼型。

碼型檢測器支持差分或者單端信號的輸入，可以完全控制閾值電平和端接

的設置。儀器自身預設了一些常用的邏輯種類的設置，自動設置(AutoScale)

功能能在2秒鐘之內自動找到眼圖的中心。

用戶碼型編輯器

上圖所示的捕獲到的碼型，通過手動修改，再從碼型發生器向外發出。

用戶可以使用內建的碼型編輯器為碼型發生器和檢測器內存提供或者修改

碼型。可以將捕獲到的數據進行編輯，從而創建參考碼型。碼型編輯器支持

PRBS關鍵字、重復循環和可變的賦值。可以使用十六進制、十進制或者二進制

進行編輯。

碼型文件存儲在計算機硬盤內，或者也可以通過網絡進行文件存取。可以

實現多臺BA1500和BA1600之間的數據共享。

誤碼記錄(ErrorLogging)

BER日志記錄的界面非常的直觀。用戶設定BER閾值并且定義記錄何種數

據。記錄的時間間隔和誤碼發生的時間間隔完全一致。

對于通常的誤碼率檢測應用而言，需要記錄誤碼測量和其他重要測試結果。

BA1500和BA1600內建的日志記錄功能，可以記錄超過要求的BER情況時的參

數，包括同步丟失或者設置的改變等，都會記錄下來。

記錄日志文件能夠打印或者歸檔，可以驗證系統性能或者快速瀏覽誤碼是

否出現。

基本BER統計

單獨的誤碼率和比特計數顯示在基本的BER界面中。這種簡單的分離能使

的調試的注意力放在正確的區域。

強大的誤碼定位分析(ErrorLocationAnalysis)專利技術能找出BER和碼

型中比特位的確切關系。BitAlyzer能夠揭示出誤碼和具體碼型中比特的關系，

而傳統的誤碼儀僅能完成BER的測量。

BitAlyzer同時檢測單獨比特和突發模式(Burst)誤碼統計列表，使得用戶

準確的了解究竟在那個比特位或突發位上發生了多少次錯誤。所有的誤碼定位

分析(ErrorLocationAnalysis)數據實時的分析和記錄在硬盤上以供后續分析

和歸檔。分析引擎允許設定文件名稱、誤碼記錄模式等參數。

BER帶狀圖

可以在帶狀圖中上分析誤碼率趨勢圖。溫度循環變化和改變測試條件等對

通信系統的影響能非常明顯的觀察出來。

研究誤碼率的變化趨勢是非常重要的。帶狀圖(StripChart)通常用于監視

測量結果隨時間的變化。BitAlyzer內建的柱狀圖視圖允許用戶觀測比特、突

發和總誤碼隨時間的變化。時間軸刷新的速度根據實際的數據率和比特位個數

(包含誤碼)而調整。另外，可以設置顯示的zoom級別。

低頻的重復發生的誤碼能在這個視圖中非常明顯的分辨出來。例如，每隔

6秒鐘出現的一組誤碼能夠描繪出來。柱狀圖可以工作在實時的數據中，也可

以工作在已存儲下來的數據集中。

無誤碼時間間隔(Error-freeInterval)分析

重復出現的無誤碼時間間隔說明了系統性的錯誤。找到如上圖所示的毛刺，

能夠正確揭示干擾的頻率。

無誤碼時間間隔分析的是系統中多久出現一次誤碼的時間規律。無誤碼時

間間隔能分析出系統的、而非隨機性的誤碼行為。同時，重復的無誤碼時間間

隔長度能指出干擾發生的頻率，提供了解決誤碼的線索。

無誤碼時間間隔信息積累的非常快，因此不需要耗費大量數據和長時間測

試來定位異常。通過調節直方圖起始點和終止點，可以控制BA1500和BA1600

的無誤碼時間間隔分析的分析長度。

碼型靈敏度分析(PatternSensitivity)

在這個例子中，碼型長度為127位，誤碼幾乎每次都出現在同一個位置。

請注意直方圖下面的NRZ數據，光標突出顯示了問題比特的位置，和直方圖上

的光標的位置是一致的。

碼型靈敏度分析是一個定位數據相關性錯誤的優秀的工具。這個直方圖顯

示了測試碼型中每一個比特出現誤碼的個數。測試碼型可以是內建的PRBS，或

者用戶自定義的碼型。視圖中的光標用來標記出碼型相關性錯誤的位置。

用長的PRBS碼型進行的擴展測試可能會因為誤碼個數太少而失敗。使用碼

型靈敏度分析功能，能夠非常清楚的看到是否誤碼都出現在碼型中同一個比特

位上，還是隨機散布在不同的碼型上。

突發長度(BurstLength)直方圖

這是一個非常典型Viterbi加密的通信信道中的突發長度直方圖。光標用

于測量突發的長度。

比特和突發錯誤通常由不同的物理現象引起。BitAlyzer能測量的突發錯

誤長達32000個比特，并用直方圖來顯示，允許用戶快速區別錯誤的類型。用

戶可以定義必須要滿足某一個的突發錯誤需求。當設計錯誤糾錯編碼系統時，

突發長度直方圖是系統正常工作的非常有用的特征。

數字處理引起的錯誤其長度是重復出現的，然而通常干擾引起的錯誤長度

會發生變化。這個分析通常和無誤碼時間間隔分析一起使用，從錯誤的長度和

頻率更好的分析、理解系統的行為。

誤碼糾錯(ErrorCorrelation)

當測試MUX/DEMUX電路時，將顯示出和復用器寬度相關的串行或者并行的

誤碼。

找到系統構架或者偶發事件和誤碼率統計之間的關系對鑒別許多誤碼是非

常關鍵的。誤碼定位分析(ErrorLocationAnalysis)中使用到的技術用來找到

這些相關。相關分析使得用戶設置一個比特塊的長度(例如數據總線的寬度或包

的大小)，或者通過外部Marker(標記)輸入決定一個時間間隔(例如硬盤的區段

標識符或者引擎的旋轉標記)，來觀察這些誤碼是如何和這些數據塊相關起來的。

當在塊中所有的比特位置有相同的錯誤個數，說明是不相關的；然后，如

果塊中特定偏移位置上有異常高的錯誤率，說明相關性是存在的。

碼組誤碼分析(BlockErrorAnalysis)

對于系統運行而言，碼組誤碼統計通常比單個誤碼率測量更重要。碼組的

大小可以設定，直方圖顯示了碼組中出現誤碼出現次數的分布。

許多現在流行的系統需要驗證碼組誤碼率(blockerrorrate)。BA1500和

BA1600允許用戶定義一個碼組的長度，用直方圖顯示在碼組中不同的錯誤個數。

可以使用光標非常方便的找出含有指定誤碼個數的碼組。最大的碼組長度

是4千萬個比特，足以覆蓋通常的使用到的碼組長度。

眼圖

可選的眼圖測試用以在誤碼測試之前檢查波形質量

眼圖是物理層選件中的一部分。集成在誤碼儀上的眼圖分析，可以替代額

外的示波器來進行測試。

自動測量包括上升/下降時間、抖動、幅度、噪聲幅度和眼張開度比等。用

戶可以在眼圖周圍對局部的細節進行放大，理解信號在誤碼測試中的行為。眼

圖顯示了被測信號和BER判決電路二者聯合的效果。

模板測試

基于內建BERT測試方法，工業標準和用戶自定義模板測試速度非常快。

眼圖模板測試是物理層選件中的一部分。快速眼圖模板測試是保證測試效

率的關鍵。傳統的示波器工作在一個固定的有效的采樣率上，積累眼圖需要許

多的時間。通過基于BER測試的方法，BitAlyzer可以在幾秒鐘之內，以更高

的置信度測試到眼圖的周邊、內部、上面和下面。

BitAlyzer內置了各種通信標準的模板，用戶也可以自定義模板。模板也

可以在BER輪廓測試結果中自動生成，作為指定誤碼率的黃金模板。模板可以

自由縮放或者移動。

Q因子分析

在13秒之內完成Q因子測試。最佳的判決電平由光標顯示出來。注意，并

不在眼張開度的中心，而是100mV，有較大的標準偏差。

Q因子分析是物理層選件的一部分。Q因子分析的是幅度域，而抖動屬于時

域范疇。Q因子測量的是信號幅度的信號比，描述了眼高的張開度，判決0和1

的難易程度。

因為BitAlyzer是誤碼分析儀的構架，所以具有非常高的采樣率，測試速

度快，但最重要的是，它能夠對接近眼圖中心的跳變位進行測試，而這些跳變

位很可能會導致誤碼。

Q因子分析的結果顯示最佳的判決電平設置，以及最好的BER預測。

BER輪廓

隨著長時間的運行，會提高BER輪廓的測試精度。這個例子中采集了1.5

分鐘的信號。最佳的BER預測和采樣判決點如圖所示。

BER輪廓測試時物理層選件中的一部分。這個分析計算眼圖邊沿的誤碼率，

然后根據加性噪聲的預測，將計算結果擬合到誤碼率響應曲線中。等高線的深

度可以通過推算得到比實際測量更低的誤碼率水平。

BER輪廓用于鑒定系統的裕量。BER輪廓也能導出生成一個"黃金"模板，用

以和已知的好的樣本進行對比。

抖動峰值(JitterPeak)

為了得到更好的結果，在預測更深的BER時，大于1e-4以上的BER結果不

能使用。測試運行時間越長，測試精度越高。

抖動峰值(JitterPeak)是物理層選件中的一部分。使用快速BER掃描技術，

提供自動的RJ、DJ和TJ測量。抖動測量的精度是數據樣本深度的函數，沒有

任何一種抖動分析方法的樣本深度能能和使用BERT掃描數據的深度向匹敵。更

復雜的BER測量意味需要使用更多的數據點。

抖動分布視圖中的左邊和右邊是分別測試得到的結果。中心"綠色"區域是

確定性抖動，而兩邊是高斯分布的隨機抖動。

FEC仿真選件

可以在實時數據或記錄的數據集中定義FEC參數。許多不同的FEC構架可

以在同一個數據集上快速的測試。

前向誤碼糾錯ForwardErrorCorrection(FEC)仿真功能是BA1500和

BA1600的一個選件。因為采用了專利的誤碼定位技術，在測試中可以確定每一

個誤碼發生的位置。通過用假設誤碼糾錯器，仿真內存塊典型的糾錯碼，例如

Reed-Solomon結構，以通過非相關數據通道的誤碼率測試，確定找到合適的

FEC方法。

用戶可以設置誤碼糾錯的力度，交織的深度以及確保符合流行的糾錯硬件

結構。

一維的糾錯因子允許用戶設定FEC碼組的符號個數，以及可能糾錯的個數。

之前可能會經過二維交織，增強碼組錯誤糾錯的性能。

二維的糾錯也被用來實現乘積陣列(Product-Array)因子。在這個例子中，

用戶指定了乘積陣列中的行和列，同時還制定了兩個維度的糾錯強度。在測試

中錯誤一旦被發現，將被置于仿真表中，根據交織配置，檢查每一個糾錯因子，

防止誤碼數量超過糾錯強度。

在二維糾錯因子中，用戶也可以使用內部失敗編碼作為外部糾刪碼。在這

種模式下，會將單一的大型碼組糾錯能力翻倍。

在FEC處理過程中，用戶可以看到每一個碼字使用的次數以及失敗的次數，

同時編碼效率同時也計算出來。

使用BA1600的FEC分析工具能使FEC設計開發者為信道出現的實際誤碼統

計進行調校。如果信道中充滿了碼型敏感或是突發干擾，這些問題將通過FEC

準確的解決。相比基于白噪聲誤碼的軟件糾錯的有著非常明顯的優勢。

2D誤碼定位及分析(Errormapping)選件

二維誤碼映射非常方便的顯示出數小時或數秒之內的數據集合。用戶數據

塊一列一列的連接起來以說明誤碼相關性。

突發和非突發誤碼用不同的顏色顯示出來。在這個圖中，背景的突發問題

被其他一些非突發問題所掩蓋。一個明顯的非突發問題在數據包大概存在

24500個比特。

二維誤碼映射是BA1500和BA1600的選件。這個分析能夠根據測試中發現

的誤碼創建一個二維的圖像。用戶可以根據通信系統或者實際的相互影響決定

碼組因子(blockingfactor)。

誤碼定位及分析是一個垂直掃描的圖像，當誤碼發生時，在圖上顯示一個

亮點。從突發中出現的誤碼將用不同的顏色表示，可以從圖中非常直觀的區分

哪些是突發錯誤，哪些是非突發錯誤。

碼組因子包含了封包的發小、復用器的寬度或者交織的深度等，或者決定

于外部的標記信號。例如，硬盤驅動器的索引標記可以使2Dmap以硬盤柱面的

讀作為重復周期。在同一位置出現重復的誤碼會使得誤碼定位及分析出現一條

明顯的水平的條紋。

基于封包長度或者復用器寬度的誤碼定位及分析，如果在特定位置出現重

復誤碼，就能說明誤碼和連接到復用器的并行總線有關系。這個可視化的工具

允許人們通過肉眼觀察到誤碼的相關性，而通常用其他的儀器是根本無法看到

的。

誤碼定位及分析能夠在成千上萬的數據中迅速的縮放或平移。通過光標限

定區域，在該區域中發現的誤碼個數將被統計出來。誤碼定位及分析成為了發

現系統誤碼的終極工具。

典型的BA1600數據和時鐘數據輸出，數據率1.5Gb/swith2Vp-p幅度設

定。.

碼型同步

BA1500和BA1600支持PRBS和用戶自定義碼型(最長8Mb)自動同步。不像

其他BERT，用戶自定義碼型可以有兩種方法同步，一種非常快速而另一種非常

準確。對于快速的同步，是通過學習輸入的重復數據碼型來進行同步。通常，

對于循環回路光纖實驗或者需要快速同步要求的測試，僅需要經歷幾次用戶碼

型即可完成同步。對于準確的同步，BitAlyzer能夠預加載用戶碼型，進行硬

件加速搜尋以完成同步。

碼型發生器和誤碼檢測器外部控制

BER實驗經常有對誤碼測量進行限定、重新同步精確的定時以及突發的包

數據等測試需求。BitAlyzer有消隱輸入以限定誤碼計數，以及外部重新同步

控制輸入。用戶可以提供具體應用的標記信號作為控制的輸入。

碼型發生器能夠接受外觸發以重新開始碼型的產生。這樣可以在外部的控

制下發出封包結構的數據，或者同步多個碼型發生器。

差分輸入

許多現在廣泛使用的高速通信系統使用了差分方式傳輸信號，以提高對共

模信號的抑制。因此，真正的差分接收機的設計對于誤碼測試時非常重要的。

同時，對于抖動測量、眼圖測量和模板測試等，可調的邏輯閾值電平也是非常

重要的。

BA1500和BA1600全新的輸入技術允許可調的閾值電平、DC端接電壓、差

分輸出以維持極佳的回損性能。

自動延遲校準

精確的可變延遲線設定對于抖動、模板和眼圖測試是很關鍵的。過去的可

變延遲線技術不是速度太慢，就是不支持長時間周期及不同頻率下的校準。

BitAlyzer包含了全新的延遲線技術，并且支持自動校準，精度可達到亞

ps級。因為校準速度很快，當測試環境有改變時，重新校準幾乎不會占用太多

時間。

自動眼圖模板

眼圖模板測試通常是工業規范要求的測試項目；然而，這些模板通常是

pass/fail一次性測試。更精確的模板將特定器件輸出波形限定在一個范圍之

內，監視在生產實踐中系統最微小的變化。

BitAlyzer是第一家支持誤碼率等高線分析功能誤碼測試儀，可以直接將

等高線測試結果導出為模板。

誤碼定位分析(ErrorLocationAnalysis)

BitAlyzer系列誤碼率測試儀增加了將誤碼研究并定位到具體測試流中比

特位置的功能。

。這項功能在過去的10年中，證明對系統調試是非常有用的，能隔離誤碼

的原因、發現相關性、鑒別干擾等。誤碼定位分析的設置和測量BER幾乎一樣。

眼圖

對同一被測系統，眼圖和誤碼率測試有著相關性程度非常高。

一個像素一個像素的采樣，快速的掃描判決電平和時間，形成信號的眼圖。

輸出驅動器

BitAlyzer系列的輸出驅動器來自于研發10Gb/s通信系統的技術。精確的

設計提供了最低的輸出抖動、最快的上升沿，以及允許改變輸出幅度、編制以

覆蓋最全面、最流行的邏輯種類。因為是電流源驅動結構，用戶接口可以設置

成不同的阻抗和端接電壓，以保持經校準的電壓擺幅。

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