信号抖动的分类与测量

信号抖动的分类与测量 1 1 2 2 2 2 4 4 4 4 5 71.抖动的定义ITU-TG.701标准对抖动的定义为：“抖动是指数字信号在短期内重要的瞬时变化相对于理想位置发还有一个跟抖动很类似的概念，即漂移。一般情况下，抖动是指发生得比较快的定时偏差，而漂移是指发生的比较慢得定时偏差。ITU把漂移和抖动之间的门限定义为10Hz,偏移频率大于10Hz的叫抖动，小于10Hz的叫做漂移。抖动可以分为随机性抖动(RJ)和确定性抖动(DJ),而确定性抖动又可以分为周期性抖动(PJ)、数据相第2页共8页TIE:TimeIntervalErrJitter(周期抖动),CycletoCtimejitter(建立/保持时间抖动),Clk-outtimejitter,CrossoverVolt高速串行数据的抖动测量主要PLLTIE。据统计，最后根据概率统计，给出该时钟周期大小的分布规律，此测量将显示PeriodJitter必须指定一定的采样周期数，不同的周期数，抖动的PK-PK值是不同的，JEDEC要求的采样数最少为10000个。测量统计过程如下图所示：N个周期后抖动是测量由参考点滞后相当数量(N)个时钟周期后沿的积累效应。测量该指标时需要一个边沿的统计常数为参考，否则测出来的抖动可能会大于一个UI。测CrossoverVoltageJitter主要测量差分信号P端的上升沿与N端的交叉点波动情况，如下图所示：速率除以1667作为PLL的环路带宽。对于同时抖动的RMS值一般为pk-pk值的1/7。??.抖动的分类过去多年来用于量化抖动的最常用的方法是峰峰值抖动(Peak-to-peakJitter)和均方根抖动声的存在，使得抖动的直方图或者分布图不呈现完全的高斯分布，因此统计得到的抖动的1o或者RMS值不等于真实高斯分布的1值。系统的主动脉，因此时钟的抖动一直备受关注。描述时钟系统的(Phasejitter)、周期抖动(Periodjitter)、相邻周期间抖动(Cycletocyclejitter).第5页共8页偏差，以时间为单位，也可以换算成弧度，角度等);相位抖动是相位噪声在数字域的等效体现，它是理想边沿位置一般定义在数字信号一个比特位时间间隔的整数倍位置处。如下图1所示为某一在上一篇文章中，我们提到了串行数据系统中接收端芯片的工作原理以及TIE(TimeIntervalError)的相位抖动在每一个时钟周期都会有一个数值；而数据信号常常有很多个连零电平或者连1电平如果将所有边沿处的TIE抖动做一个直方图统计，我们可能会发现这些TIE值是具有一定的统计规律的，如下图所示分别为呈现高斯分布的TIE抖动以及呈现双峰分布的TIE抖动：呈现高斯分布的抖动通常是由于热噪声等引起的，称为随机抖动(RandomJitter);呈现双峰且将高斯曲线分成两部分的双峰之间的抖动值称为固有抖动(DeterministicJitter);通常来说抖动成分主要是由随机抖动Rj和固有抖动Dj构成的，在之前的第二节我们有介绍到由于Rj的峰峰值是****的，随着累积样本数的增加而增加，因此通常是用统计标准偏差值(几个sigma范围内的抖动值)来衡量的；而Dj则是用峰峰值来衡量的。当前大部分串行数据标准要求测量误码率为10e-12时的总体抖动(Tj)大小，而通常直方图+/-7sigma以内的数据样本数才能达到10e+12。Tj就是衡量Dj与Rj的整体影响的抖动术语。误码率为10e-12时的总体抖动Tj=14Rj+Dj(Rj是指1sigma时的抖动或者叫RMS第7页共8页如果我们不用统计的方式来分析TIE抖动，化趋势，即用如Lecroy示波器中的参数track的功能，我们也同样能够看出TIE抖动值的变化趋势：当TIE的样本积累很多时，我们也能够观察到TIE参数变化的趋上图蓝色波形即为TIE抖动参数的变化趋势，呈现了周期性的变化，如果对其做FFT变换，会发现有周期性的频谱成分，这类抖动就称为周期性抖动(动);占空比失真引起的DCD抖动；因数据码型中0电平和1电平切换频率不同导致的码间干扰抖动为OBUJ(其它的固有不相干抖动),这类抖动属于固有抖动成分，但是数值很小，很容易和随机抖动Rj综上所述，串行数据的总体抖动Tj的构成如下树状图：定的样本数量)的总体抖动Tj分解为Dj,Rj,DDj,Pj2、高速串行数据标准一般要求在特定误码率情况下(如10e-12)的总体抖动Tj,固有抖动Dj抖动Rj等指标不能过大；而时钟信号一般是芯片手册给出要求，因此分析时钟抖动时需要多大的数据常苛刻，则有可能是在1sigma范围内的数据量进行测量分析的(数据量小，所以抖动也会小很多),参照图4。3、时钟的相位抖动、周期抖动、相邻周期间抖动也同样可以作为基本单位进行统可以设定特定样本数据时的Tj,Dj,Rj以及相关的分解(数据