N個周期后抖動是測量由參考點滯后相當數(shù)量(N)個時鐘周期后沿的抖動,該參數(shù)描述的是抖動的積累效應(yīng)。測量該指標時需要一個邊沿的統(tǒng)計常數(shù)為參考,否則測出來的抖動可能會大于一個UI。測量統(tǒng)計過程如下圖所示:
4).TIE
TIE是通過使用參考時鐘或時鐘恢復(fù)提供理想邊沿,據(jù)此來測量時鐘或者數(shù)據(jù)的每個有效邊沿與理想位置的差距。TIE在通信系統(tǒng)中尤為重要,因為它顯示了一段時間內(nèi)抖動的趨勢。下圖Period Jitter、Cycle to Cycle Jitter及TIE之間的關(guān)系:
三種抖動統(tǒng)計類型的趨勢圖如下所示:
5).Setup/Hold Time Jitter
Setup/Hold Time Jitter主要測量信號相對了時鐘采樣邊沿的建立/保持時間波動情況,如下圖所示:
6).Crossover Voltage Jitter
Crossover Voltage Jitter主要測量差分信號P端的上升沿與N端的交叉點波動情況,如下圖所示:
7).Clk-out Time Jitter
這個抖動指標跟Setup/Hold Time Jitter類似,只不過Setup/Hold Time Jitter是相對于接收端而言的,而Clk-out Time Jitter是相對與發(fā)送端而言的。
8).PLL TIE
該參數(shù)用于高速串行數(shù)據(jù)的抖動測試中,PLL TIE使用了Gloden PLL來進行時鐘恢復(fù),將串行數(shù)據(jù)速率除以1667作為PLL的環(huán)路帶寬。
在實際測量中,我們經(jīng)常會遇到RMS Jitter指標,實際上,RMS就是Root Mean Square(均方根),它等于概率分布密度函數(shù)的(pdf)的標準方差σ。
對于同時抖動的RMS值一般為pk-pk值的1/7。
抖動的分類
【摘要】
本文簡要介紹了信號抖動在不同情況下的分類,如時鐘信號的抖動分類,數(shù)據(jù)信號的抖動分類以及這兩類抖動之間的聯(lián)系,指出了實際抖動測試過程中的注意事項,對抖動分析測試有一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】
峰峰值抖動 相位抖動 周期抖動固有抖動隨機抖動
一、峰峰值抖動、均方根抖動
過去多年來用于量化抖動的最常用的方法是峰峰值抖動(Peak-to-peak Jitter)和均方根抖動(Root-Mean-Square Jitter,抖動直方圖或者抖動分布的1 或者RMS值)。但是由于隨機抖動以及非固定抖動的存在,使得抖動的峰峰值隨著觀察樣本數(shù)量的增加而增加,因此說峰峰值抖動參數(shù)用于衡量固有抖動會很有效,但是衡量隨機性抖動卻會出現(xiàn)很大誤差;相同的道理,由于固有抖動及非高斯性抖動和噪聲的存在,使得抖動的直方圖或者分布圖不呈現(xiàn)完全的高斯分布,因此統(tǒng)計得到的抖動的1σ或者RMS值不等于真實高斯分布的1 值。
峰峰值抖動和均方根抖動均是對某一類抖動的統(tǒng)計分析指標。
二、相位抖動、周期抖動、相鄰周期間抖動
由于時鐘系統(tǒng)是數(shù)字電路系統(tǒng)非常關(guān)鍵的一部分,直接決定了數(shù)據(jù)信號發(fā)送和接收的成敗,是整個系統(tǒng)的主動脈,因此時鐘的抖動一直備受關(guān)注。描述時鐘系統(tǒng)的抖動參量一般分為三類,即相位抖動(Phase jitter)、周期抖動(Period jitter)、相鄰周期間抖動(Cycle to cycle jitter).
1、相位抖動
在數(shù)字系統(tǒng)中,兩個邏輯電平之間的切換通常伴隨著快沿的出現(xiàn),這些邊沿在時序上的不穩(wěn)定性就叫做相位抖動(phase jitter,有時也叫累積抖動,accumulated jitter,指實際邊沿位置與理想邊沿位置的偏差,以時間為單位,也可以換算成弧度,角度等);相位抖動是相位噪聲在數(shù)字域的等效體現(xiàn),它是離散量,因此只有當邊沿存在時候才有定義。
理想邊沿位置一般定義在數(shù)字信號一個比特位時間間隔的整數(shù)倍位置處。如下圖1所示為某一
不會直接使用時鐘的邊沿來保證時序關(guān)系,而是看周期的穩(wěn)定性,也就是周期的抖動,有時候時鐘周期越長,可能帶來保持時間余量不足的問題,這個時候就需要測量周期抖動;而相鄰周期間抖動常常可以用來衡量時鐘分頻器的穩(wěn)定性??傊?,這三種抖動都是衡量時鐘本身性能的指標,在不同的應(yīng)用背景下需要關(guān)注不同的指標,通常時鐘芯片的手冊會給出對時鐘的抖動指標要求。
三、串行數(shù)據(jù)系統(tǒng)中抖動的分類
在上一篇文章中,我們提到了串行數(shù)據(jù)系統(tǒng)中接收端芯片的工作原理以及TIE(Time Interval Error)抖動的概念,即數(shù)據(jù)與時鐘之間的相對抖動,而不是單純指數(shù)據(jù)本身或者時鐘本身的抖動。那么如果我們假定時鐘邊沿位置(對于高速數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng),或者叫異步系統(tǒng)來說,該時鐘一般是恢復(fù)時鐘)為數(shù)據(jù)的理想邊沿,那么數(shù)據(jù)的TIE抖動事實上就是前文中分析時鐘抖動時的相位抖動,唯一不同的是時鐘信號的相位抖動在每一個時鐘周期都會有一個數(shù)值;而數(shù)據(jù)信號常常有很多個連零電平或者連1電平,無邊沿存在,因此也就沒有對應(yīng)的相位抖動數(shù)值。所以為了分清這兩類抖動的概念,我們姑且在本文中暫定義時鐘信號的相位抖動叫相位抖動;數(shù)據(jù)信號的相位抖動就叫做TIE抖動(時間間隔誤差);
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