用DSP實(shí)現(xiàn)抖動(Jitter)測量的方法

以下是用模擬方法測試抖動的缺點(diǎn)：

*時鐘恢復(fù)限制了抖動測量的帶寬;

*時間恢復(fù)由于自由運(yùn)行頻率的偏移引入了抖動噪聲;

*大動態(tài)范圍要求大頻率分割,導(dǎo)致產(chǎn)生了起出相位探測器范圍的低頻脈沖,進(jìn)一步限制了測量的帶寬;

*模擬電壓受制于由噪聲和寄生電容產(chǎn)生的負(fù)面影響;

*模擬電壓的范圍受制于電源電壓的范圍;

*基準(zhǔn)恢復(fù)由于其帶寬小獲得鎖相很慢。

隨著DSP技術(shù)、ADC應(yīng)用技術(shù)和ASIC技術(shù)的發(fā)展,抖動分析跟隨著科技從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)變進(jìn)程,發(fā)展了基于數(shù)字分析的抖動測量方法。基于數(shù)字的抖動分析方法有先進(jìn)得多的特性,能使工程師們?yōu)橄乱淮O(shè)計的測試和分析作更充分的準(zhǔn)備。

下面圖2給出了基于數(shù)字分析的抖動測量方法的原理框圖。這里的目標(biāo)是將每個NRZ沿用二進(jìn)制數(shù)作時間標(biāo)記,其中計數(shù)器最低位（LSB）權(quán)值就是時間間隔分辨率。時間間隔計數(shù)器完成時間標(biāo)記功能,通過數(shù)字處理標(biāo)記出抖動大小,再經(jīng)過數(shù)字濾波器提供抖動測量所需的高通和低通濾波。在濾波過程中,可實(shí)現(xiàn)分辨率中兩個最佳位。抖動得到進(jìn)一步的處理以檢測峰峰值、真有效值或其它參數(shù),比如頻譜容量。

數(shù)字化的抖動測量有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：

*具有更寬的帶寬和更低的噪聲,因為它不需要時鐘恢復(fù)。

*具有更寬的帶寬和更光滑的頻率響應(yīng),因為數(shù)字相位探測器將每個NRZ沿以時間標(biāo)記（不需要對模擬脈沖作平均處理）。

*具有更低的抖動噪聲,因為數(shù)字時間標(biāo)記不受噪聲的影響。

*增益誤差率只有0.01%,因為信號處理是完全數(shù)字化的。

*動態(tài)范圍超過4000UIp-p,同時保持0.01UI的分辨率。

*測量時沒有延時,因為不使用鎖相環(huán)信號去獲取時鐘。

數(shù)字式抖動測試儀的研制

數(shù)字式抖動測試儀的基本要求是完成對2.048MHz的鎖相時鐘進(jìn)行相位抖動測試,具體要求按ITU-TG.823建議執(zhí)行。設(shè)計方案采用數(shù)字方法測試抖動。數(shù)字抖動測試方法中關(guān)鍵的就是計數(shù)器的設(shè)計,本設(shè)計選用的計數(shù)器的計數(shù)時鐘頻率為100MHz。但是為了保證測試抖動的精度要求,對于100MHz記數(shù)產(chǎn)生的誤差信號,專門設(shè)計了誤差脈沖展寬電路,以提高測試精度。圖3給出了數(shù)字式抖動測試儀的功能框圖。