接下来,我们来看看误码检测器的工作方式:误码仪中有一个误码检测器,它的预期码型(如PRBS码型)可以预先保存在存储器中或是通过算法生成。通过将预期码型与接收的码型进行逐比特比较,它能够实时计算BER。
如果输入信号是 NRZ 码型,单个阈值电压足以检测输入信号。阈值电压设置为 0 V,这是两个NRZ 跳变时刻的中点。如果采样电压高于阈值,它将被解释为逻辑1;如果采样电压低于阈值,它将被解释为逻辑0。
采样阈值必须位于 NRZ 眼图的中点,因此在采样时刻确定输入信号电平时不会产生混淆。取决于采样阈值和采样点时延〈采样时刻或时延时刻),可以确定 NRZ 是 1 或是 0。将输入码型与预期码型进行比较,计算出比特误码率(BER)。BER 测量实时进行,因为在这个时刻有预期的比特可用于比较。
图 3 显示了NRZ误码检测器的质量。质量取决于它的分辨率和调整采样点的精度,以及找到眼图中心的阈值电平。
图3:NRZ 误码检测器的采样点
如果输入信号是PAM4编码信号,其误码分析是在三个信号眼图中同时对输入的PAM4 信号的全部三个阈值进行采样。
图4:PAM4电压阈值
图4显示了PAM4信号及其阈值电压。在除了跳变时刻之外的任何其他时刻,输入的 PAM4 序列代表电压电平 0、1、2 或 3。通过对三个电压阈值同时采样,各个电压阈值的逻辑 1 或逻辑 0 状态会与PAM4符号和相应的格雷码对应,然后可以使用查找表成功地实时解码。表2对操作进行了总结。
表2:PAM4解码表
例如:如果采样的阈值电压为:V高=0,V中=1,V低=1,则输入符号为PAM4电平2符号。直接的PAM4 符号接收操作至此完成。将其与预期的 PAM4 符号进行比较,计算出比特误码率和符号误码率测量值。
误码率最常用的表示方式为:
误码率(BER)= 在平均间隔内计读的出错比特数/在平均间隔内被传输的总比特数
显然,结果具有长期平均误码率的统计特性,而误码率与总体中取出的样本量有关。实际测试时,可以选择误码统计间隔,如100ms,10ms,1s等,误码数以实际发生的误码比特或误码符号统计计数,而误码间隔分析则以选择的统计间隔内出现一个或多个误码比特/误码符号为一个误码间隔。
④ 独特的误码分析功能
一般的误码仪中,误码的测试结果通常为测量时间内总的误码数和平均误码率,可以反映被测系统或设备的数字信号传输特性,作为最终验收结果是没有任何问题的。但是,在被测系统或设备的研发过程中,仅有这样的误码数或误码率超标的结果,研发工程师是无所适从的,他要重新检查确认设计的每个环节,以查找到造成误码超标的原因,费时费力,增加了研发时间和成本。安立公司的误码仪MP1900A在上述结果的基础上,增加了独特的误码分析功能。
一种误码分类方法是Insertion/Omission(结果显示INS/OMI)
Insertion(插入)误码: 发送比特是0,接收比特是1 的误码
Omission(遗漏)误码: 发送比特是1,接收比特是0 的误码
下图直观地显示Insertion/Omission误码分类统计方法。
图5 误码检测(总数, Insertion和Omission 误码)
另一种分类方法是Transition/Non Transition(结果显示Transition/NonTransition)
Transition误码(转换误码):统计发生在跳变比特的误码
NonTransition误码(非转换误码):统计发生在非跳变比特的误码
下图直观地显示Transition/Non Transition误码分类统计方法。
图6 误码检测(总数,Transition和NonTransition 误码)