简化眼图测试

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图1  用于眼图测试的高质量随机数发生器

比较器输出经过一个低通滤波器反馈到它的反相输入端，形成一个占空比接近50％的输出信号。这样，在U3A的输出端可以得到与电路输入时钟同步的随机数据流。遗憾的是，比较器的输出信号常常会影响U3A的建立和保持时间，引起较大抖动。将数据流信号再经过一个与时钟同步的D触发器（U3B）即可解决这个问题。这个电路的工作速率可达62.5Mbps的（见图2所示眼图）。当工作于20Mbps时，抖动小于200PS（峰-峰值），适用于RS-422、RS-484、CAN、USB、RS-232、PROFIBUS等通信协议。

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图2  图1输出的20Mbps眼图，最高可达62.5Mbps

需根据具体应用选择运算放大器、比较器和D触发器，运算放大器U1A、U1B的带宽应达到用户期望的最高输出信号频率（在本例中，MAX1428增益带宽积达到25MHz）。该运放的稳定增益大于或等于10倍，但对现在的应用来说，稳定性已不是主要关注的问题。为得到合理量级的随机数，比较器的传输延时应能达到所期望的最小比特率周期的水平（太大的传输时延可能会造成N-1、N、N+1之间的某一位丢失）。MAX961是一个好的选择，其传输时延只有4.5ns。触发器需提供快速的上升时间和干净的边沿，以及尽量小或没有过冲。可选择74HVC74，以保持与运放和比较器相同的工作电压范围：2.7V－5.5V。74HVC74的工作电压范围可达2V-5.5V，最小开关频率可达80MHz（3V供电）。
该电路可采用2.7V-5.5V电源供电，为了得到最佳效果，时钟摆幅最好能够达到电源至地的满摆幅范围，且用50负载进行终端匹配。将输出随机数据流用一截短电缆连接到被测设备（DUT），不要端接数据流信号，因为触发器无法驱动50负载。由于触发器对时钟信号进行2倍分频，因此须采用所期望的输出比特率为时钟频率（例如，为得到10Mbps的速率，时钟频率应设置为10MHz）。将被测设备的输出连接到示波器，示波器带宽应足以满足测试要求，余辉应设为无限大，并利用时钟源同步。