用DSP实现抖动(Jitter)测量的方法
*时间恢复由于自由运行频率的偏移引入了抖动噪声;
*大动态范围要求大频率分割,导致产生了起出相位探测器范围的低频脉冲,进一步限制了测量的带宽;
*模拟电压受制于由噪声和寄生电容产生的负面影响;
*模拟电压的范围受制于电源电压的范围;
*基准恢复由于其带宽小获得锁相很慢。
随着DSP技术、ADC应用技术和ASIC技术的发展,抖动分析跟随着科技从模拟到数字的转变进程,发展了基于数字分析的抖动测量方法。基于数字的抖动分析方法有先进得多的特性,能使工程师们为下一代设计的测试和分析作更充分的准备。
下面图2给出了基于数字分析的抖动测量方法的原理框图。这里的目标是将每个NRZ沿用二进制数作时间标记,其中计数器最低位（LSB）权值就是时间间隔分辨率。时间间隔计数器完成时间标记功能,通过数字处理标记出抖动大小,再经过数字滤波器提供抖动测量所需的高通和低通滤波。在滤波过程中,可实现分辨率中两个最佳位。抖动得到进一步的处理以检测峰峰值、真有效值或其它参数,比如频谱容量。
数字化的抖动测量有以下几个优点：
*具有更宽的带宽和更低的噪声,因为它不需要时钟恢复。
*具有更宽的带宽和更光滑的频率响应,因为数字相位探测器将每个NRZ沿以时间标记（不需要对模拟脉冲作平均处理）。
*具有更低的抖动噪声,因为数字时间标记不受噪声的影响。
*增益误差率只有0.01%,因为信号处理是完全数字化的。
*动态范围超过4000UIp-p,同时保持0.01UI的分辨率。
*测量时没有延时,因为不使用锁相环信号去获取时钟。
数字式抖动测试仪的研制
数字式抖动测试仪的基本要求是完成对2.048MHz的锁相时钟进行相位抖动测试,具体要求按ITU-TG.823建议执行。设计方案采用数字方法测试抖动。数字抖动测试方法中关键的就是计数器的设计,本设计选用的计数器的计数时钟频率为100MHz。但是为了保证测试抖动的精度要求,对于100MHz记数产生的误差信号,专门设计了误差脉冲展宽电路,以提高测试精度。图3给出了数字式抖动测试仪的功能框图。
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