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关于抖动

 goandlove 2019-06-03

最近在做硬件电路的设计。话说,能接触新东西,真的是很开心。做硬件电路,多是从时域考虑问题,而射频电路,主要是在频域上做工作。

硬件电路中,时钟必不可少,而衡量时钟性能主要的指标是抖动。但是,你会发现,抖动在不同的器件手册上,有着不同的名称。有的叫cycle to cycyle jitter,有的叫period jitter,有的又叫phase jitter。那它们一样么,定义相同么?

射频人员,会比较熟悉RMSphase jitter,很多文档中简称RMS jitter。频域的相位噪声对应时域的抖动,具体转换见图1,而这个抖动是RMS jitter[1][2]。具体A的积分范围是多少,可能就需要依据你的系统要求了。

1 相噪与抖动的转换

不同种器件对时钟抖动的定义可能不同,比如FPGA要求的时钟抖动可能是cycle to cycle jitter,但是所给的时钟则可能是以phase jitter定义的。

所以需要知道phase jittercycle to cycle jitter以及period jitter之间的关系。

如图2所示,phase jitter是指实际时钟的变化沿(上升沿戓下降沿)与理想时钟的变化沿(上升沿或下降沿)之间的差值;cycle to cycle jitter是指相邻两个时钟周期的差值;period jitter是指实际时钟周期与理想时钟周期之间的差值。

2 不同抖动的定义

从以上三种抖动的定义,可以推算出三者之间的关系。

从这个通用公式能看出三者之间的相互关系,可是还是无法知道三者之间的大小关系。

文献[1]中举了个例子。它假设抖动为一正弦函数,最后得出了phase jitter的峰值>period jitter的峰值>cycle to cycle jitter的峰值的结论。

但我觉着它上面推算的过程,有几点不合理:

(1)    page 194上面的Equation 7.23,我自己推算的过程中,假设了

可是我觉着这个假设并不成立呀,由图2可知,他们是有偏差的呀。

(2)    还有它假设Tm>>T0,我觉得也不太合理。因为由相位噪声换算成RMS jitter时,所积分的频段可能为偏离载波20KHz~20MHz,而假设时钟为40MHz,那Tm约为20Mhz~60MHz,为1/2T0~3/2T0,这样的话,三者之间的大小关系就不确定了。

难道这三者之间,在理论上是没有固定的关系的么?还是我的理解有偏差呢?

文献[1] AN-501 Apertureuncertainty and ADC system Performance

文献[2] PLL performance simulation and design

ps:希望自己加油,努力写文章,然后微信给我发个留言功能的邀请,这样大家就可以互相切磋了。

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