時間抖動(jitter)的概念及其分析方法
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2)占空比失真抖動（DCD，Duty Cycle Distortion）
占空比失真抖動是當(dāng)時鐘信號占空比不是50％時，由于過零點的位置不同所帶來的測量抖動。其產(chǎn)生的原因有兩種，其一，信號上升沿的擺率和下降沿的擺率不同，其二，由于判決閾值偏高或偏低。DCD通常具有和DDJ類似的兩個分立脈沖形式的直方圖，并且兩個峰的高度相同。
3)有界不相關(guān)抖動（BUJ，Bounded Uncorrelated Jitter）
有界不相關(guān)抖動是一類在時間上不與jitter測量時刻相關(guān)，分布上有具有有界峰峰值的時間抖動的統(tǒng)稱。其來源通常有3種：電源噪聲。由于供電電源帶來的噪聲，可能會影響誤碼率；串?dāng)_和外部噪聲。由于傳輸過程中可能由相鄰傳輸線或外部電磁干擾引起的噪聲；周期性噪聲。由于各種周期性噪聲帶來的信號周期性抖動（PJ，Period Jitter）。例如：開關(guān)電源噪聲或測試時使用的周期信號。只有單一頻率成分的周期性抖動（PJ）具有一個兩端為峰值中間凹陷形式的直方圖。
3．Jitter的分離
由于實際測試中，往往得到的復(fù)合時間抖動是由以上兩種或幾種Jitter模型的組合。利用概率論的知識可以知道復(fù)合抖動概率密度函數(shù)是組成該抖動的各個隨機(jī)變量的概率密度函數(shù)的卷積。例如，一個DCD抖動和一個隨機(jī)抖動的概率密度函數(shù)是將隨機(jī)的高斯分布調(diào)制到DCD的兩個尖峰上。此外，對于周期性抖動（PJ）不光有基波成分，往往還伴隨著高次諧波。
時間抖動的分析手段
1．統(tǒng)計特性和統(tǒng)計直方圖
由于所有包含jitter的信號中都有隨機(jī)成分的存在，因此統(tǒng)計計算被廣泛應(yīng)用在jitter性能的評估中。常用的統(tǒng)計參數(shù)有平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、最小值、峰峰值等。通常采用直方圖的形式來形象的描述jitter的這些統(tǒng)計特性。
統(tǒng)計直方圖的橫坐標(biāo)是jitter的大小，縱坐標(biāo)是jitter在某一區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的頻率。當(dāng)測量次數(shù)足夠多時，直方圖是對jitter大小的概率密度函數(shù)的一個很好的估計，因此在通過jitter估計系統(tǒng)誤碼率時，統(tǒng)計直方圖發(fā)揮著及其重要的作用。
圖3 隨機(jī)抖動的統(tǒng)計直方圖圖4 周期抖動的統(tǒng)計直方圖
需要注意的是直方圖中不包含每個jitter點發(fā)生的先后順序，因此不能用來顯示jitter中存在的周期性信息。
2．Jiiter—時間曲線和Jitter的頻率譜
由于統(tǒng)計直方圖不能顯示Jitter中存在的調(diào)制或周期性成分信息，這時可以用Jitter－時間曲線來描述Jitter隨時間變化的趨勢。曲線的橫坐標(biāo)為測量Jitter的時刻，縱坐標(biāo)為Jitter的大小。這樣從圖中就可以清楚的看到Jitter隨時間變化的模式。
既然Jitter中有隨時間周期變化的成分，那么有一個很顯然的分析手段就是對Jitter－時間曲線做傅立葉變換，從而得到其頻域的特征。
圖5 Jitter－時間曲線圖6 Jitter頻譜
3．眼圖
目前為止，眼圖仍然是分析數(shù)字通信過程中的一種定性而方便的方法，它可以同時給出傳輸?shù)姆刃畔⒑蜁r間信息。將一系列波形的短段將疊加在一起，與額定邊沿位置和電壓電平對齊。一旦抖動達(dá)到+-0.5UI，眼睛會閉上，接收機(jī)電路會出現(xiàn)誤碼。
需要注意的是在測量眼圖時使用的觸發(fā)源應(yīng)該是有高頻率穩(wěn)定度低Jitter的標(biāo)準(zhǔn)時鐘源，其指標(biāo)直接影響到測量的精度。如果直接用測試信號的邊沿做觸發(fā)，需要示波器有時鐘恢復(fù)功能。
圖7數(shù)字信號的眼圖
時間抖動的測量
下面我們對現(xiàn)有的Jitter測量技術(shù)做一下簡單介紹。根據(jù)測試儀器和測試目的的不同，可以將直接測量技術(shù)分為兩大類：一、以得到Jitter時域或頻域特征為目的的測量方法，如實時采樣示波器、等效采樣示波器、時間間隔測量儀等；二、以得到Jitter統(tǒng)計特征為目的的測量方法，如誤碼率測量儀、不含觸發(fā)或外時鐘模式下的時間間隔分析儀、帶有統(tǒng)計分析功能時示波器等?，F(xiàn)在有些儀器同時具有時頻測量和統(tǒng)計分析的功能，因此在Jitter測量中得到廣泛的使用。此外，還可以通過對相位噪聲的測量間接測量時間抖動。如下我們介紹幾種常用的測試方法。
1．示波器測量Jitter
使用示波器測量信號的Jitter首先要求示波器有足夠的帶寬、信噪比、分辨率、時間準(zhǔn)確度和信號保真度，以減少測量誤差帶來的影響。示波器內(nèi)部往往采用軟件的時鐘恢復(fù)手段恢復(fù)出理想的邊沿時刻（當(dāng)然也可以采用外接高品質(zhì)時鐘源觸發(fā)作為理想邊沿時刻），此時示波器就可以通過疊加生成眼圖。通過對眼圖的分析，從而得到Jitter的各種參數(shù)。
在使用示波器分析的時候，往往需要進(jìn)一步做Jitter分析，以得到誤碼的性質(zhì)。這時需要輸入數(shù)據(jù)流按一定規(guī)律重復(fù)發(fā)送（通常采用偽隨機(jī)序列發(fā)生器），以使DDJ成分的能量盡量集中。通過示波器采集到這樣的碼流波形后，就可以做如下分析。
1)通過采樣得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)插恢復(fù)出采樣波形，對于某個判決電平計算出每個邊沿的過判決時刻；
2)通過軟件金瑣相環(huán)的方法恢復(fù)出輸入信號的時鐘，并分別計算出每個邊沿的jitter大?。?span id="6161111" class=Apple-converted-space>
3) 對于連1或連0等不存在邊沿的地方，通過線性內(nèi)插法得到對應(yīng)的Jitter；
4)對得到的Jitter－時間函數(shù)做FFT，得到Jitter的頻譜。
接下來就可以通過對Jitter頻譜的分析，找出對應(yīng)的DCD、DDJ、PJ對應(yīng)的峰值，以及RJ的底噪大小。然后分離出各個成分做IFF
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