Определение джиттера.
Международный союз телекоммуникаций (International Telecommunication Union, ITU) предлагает широко распространенное определение джиттера (фазового дрожания): "Джиттер – это кратковременные изменения значащих моментов девиации сигналов во времени относительно их идеального положения во времени (где понятие кратковременность означает, что эти изменения имеют частоту большую или равную 10 Гц)". Джиттер измеряется по отношению к идеальному источнику тактового сигнала или к самому себе. Из-за того, что джиттер содержит случайные компоненты, для его характеристики используются такие статические значения, как среднеквадратическое отклонение или полный размах. Подобно всем статистическим измерениям, для получения повторяющихся измерений пользователь должен указать количественные характеристики, например доверительный интервал. ITU определяет также различия между джиттером и дрейфом фазы. В данном контексте джиттер имеет компоненты только с частотой более 10 Гц, тогда как дрейф – только с частотой ниже 10 Гц. Более подробное рассмотрение понятия дрейфа фазы выходит за рамки данного документа.
Сегодня мы предлагаем вам изучить эту тему подробнее и познакомиться с "Указанием по применению". В данном указании по применению представлены возможности опции анализа джиттера R&S®RTO-K12 цифрового осциллографа R&S®RTO в отношении анализа фазового дрожания (джиттера) сигналов данных и тактовых сигналов. Далее в данном документе для простоты чтения цифровой осциллограф R&S®RTO будет обозначаться как RTO, а опция анализа джиттера R&S®RTO-K12 как RTO-K12.
Краткое содержание описываемых тем:
1. Основные сведения о джиттере: определение, источники джиттера, случайный джиттер, искажение коэфф заполнения, послесвечение, глазковая диаграмма и т.д.
2. Функции измерения джиттера: джиттер периода, межтактовый джиттер, тестирование по маске и т.д.
3. Пример применения: измерение джиттера периода, N-го такта, TIE.
С ростом использования цифровых компьютеров и, соответственно, цифровой обработки сигналов и цифровой передачи сигналов, цифровые интерфейсы становятся преобладающими в области разработки электроники. Так как цифровые сигналы в целом более устойчивы и менее восприимчивы к помехам, чем аналоговые сигналы, то имеется тенденция увеличения скорости передачи данных и тактовой частоты, при этом уменьшаются допустимые временные искажения сигналов. В случае появления ошибок также требуется более подробный анализ, сложные испытания и возможности отладки. В качестве примера увеличения тактовой частоты можно привести такие хорошо известные цифровые стандарты как PCIe, SATA, USB или DDR. Анализ допустимых временных искажений не ограничен анализом лишь сигнала данных, а может быть применен к тактовой частоте, содержащейся в сигнале данных, или опорной тактовой частоте. Более того, некоторые измерения джиттера доступны для применения в различных нецифровых областях, например, модуляции ВЧсигналов или временных характеристиках аналого-цифровых (АЦП) и цифроаналоговых (ЦАП) преобразователей. В комбинации с опцией RTO-K12 прибор RTO является прекрасной платформой для точного анализа джиттера. Ключевыми особенностями RTO при проведении точных измерений целостности сигнала является чувствительность, широкополосность, низкий уровень шумов аналогового входного каскада, высокая точность, одноядерный АЦП и высокие скорости захвата и обработки данных. RTO-K12 добавляет к этому списку автоматические измерения характеристик джиттера, программно-реализованное восстановление тактовых сигналов, графическое отображение результатов измерений и мастер настройки для облегчения использования опции анализа джиттера. Опция восстановления тактовых сигналов (CDR) R&S®RTO-K13 обеспечивает дополнительные возможности анализа джиттера, которые не обсуждаются в данном документе. Она позволяет сконфигурировать аппаратную функцию CDR для запуска по сигналу данных, содержащему тактовую частоту. Измерение джиттера можно выполнять во временной или в частотной области. Изначально осциллограф работает с сигналами во временной области. В качестве примера прибора, специализированного для измерений джиттера в частотной области, можно привести анализатор источников сигналов для работы с фазовыми шумами и тестирования генераторов, управляемых напряжением, R&S® FSUP (1). Для сравнения в таблице 1-1 показано, что для измерений в частотной области на аппаратной основе точность выше из-за широкого (как правило) динамического диапазона, длительного интервала измерений и самой концепции измерений, предназначенной для работы с фазовым шумом. Однако измерения джиттера с помощью анализаторов фазовых шумов и спектра ограничены только сигналом тактовой частоты. Измерения джиттера во временной области позволяют анализировать двоичные цифровые сигналы данных или отслеживать фазовый шум сигнала во времени. В первой главе указаний по применению приведены основные сведения об эффекте фазового дрожания (джиттера), в том числе о его источниках, методах анализа и инструментальных ограничениях его анализа. Далее представлена модель сигнала, которая используется для объяснения проведения измерений джиттера и влияния на методы анализа. В последней главе данного документа для анализа цифрового сигнала тактовой частоты демонстрационной платы Rohde & Schwarz используется опция RTO-K12.
Три широко используемых измерения джиттера применяются к тактовому сигналу и демонстрируются возможности анализа джиттера осциллографом RTO. Таблица 1-1 – Различия работы приборов во временной или частотной области Различия работы приборов во временной или частотной области Временная область Частотная область Встроенные измерения Размах джиттера Межтактовый джиттер Джиттер периода СКЗ фазового джиттера Фазовый шум Информация о частоте джиттера Преимущества Подходит для низких тактовых частот Подходит для джиттера, зависящего от данных Мониторинг джиттера во времени Простое детектирование помех по сравнению со случайным джиттером Низкий порог шума Подробный анализ влияния алгоритма восстановления тактового сигнала, который является частью измерения искажении временных интервалов (Time Interval Measurement, TIE), не рассматривается в данных указаниях по применению, но пользователь может получить более подробную информацию об этой теме, обратившись к списку литературы.
Читайте "Указание по применению" полностью, на официальном сайте R&S
Присоединяйтесь к нашим проектам: "ВидеоАкадемия R&S" и "Клуб Радиоинженеров"
Ваша команда R&S!
