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抖动及其测量技术(07-100)

—— Jitter and its measurenent technique
作者:时间:2009-03-04来源:电子产品世界

  前言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/92050.htm

  时钟是数字系统的一个重要信号,时钟信号的质量会严重影响系统的性能。时钟的一个重要指标是为时钟输出跃变在时间上相对于理想位置的短期变动,它反映了从一个周期到下一个周期,时钟或数据边沿到达时间的变化,可以超前也可以落后,其测量单位用PS表示。

  影响的因素很多,主要来源包括:

  •   相锁环(PLL)内部电路;
  •   晶体的随机热噪声;
  •   其它谐振器件;
  •   晶体振动的随机机械噪声;
  •   信号传输;
  •   印制板走线、电缆、连接器等;
  •   接收电路。

  除了上述来源,终端依赖性、串扰、邻近效应、电源变动、接地和电磁干扰都会增加抖动。而如果邻近信号是同步与同相的,反射和串扰对频率依赖关系还存在放大效应。

  抖动成分

  抖动的两个主要成分是随机抖动(RJ)和确定性抖动(DJ)。随机抖动是电路中因有的噪声引起的。电噪声与信号的转换速度相互作用在开关点产生定时误差。RJ显示出典型的高斯分布特性,是没有边界的,以平方和相加,通常用标准偏差(rms)值来表征。确定性抖动是数据图形依赖的抖动,有确定的来源。来源通常与器件和传输媒介的不理想有关,也可能是电源噪声、串扰和信号—峰值来表示。

  抖动类型

  抖动测量通常分为三类:即周期间抖动、周期抖动和积累抖动。所有抖动都是在规定电压(通常是VCC/2或1.5V)下测量的,用PS来表示。

  周期抖动(JPER):JPER是最普遍的抖动度量方法,表示被测周期与理想周期之间的时间差。由于它的随机性,可以用峰—峰值也可以用均方根值来度量。若时钟在阈值VTH处的上升边为TPER(n),这里n是时间或指数,如图1所示。JPER可表示为:

  JPER=TPER(1)-T0

  其中T0是理想周期值。


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