Особенности цифровых УПОС. Джиттер

1. Тема 5. Особенности цифровых УПОС. Джиттер

2. Джиттер (Jitter— дрожание)

Джиттер – отклонение временного положения фронта импульса от
номинального положения.
Джиттер также способен приводить к ошибкам, как и аддитивный шум.

3. Тренд и спектр джиттера

тренд
джиттера
спектр
джиттера
(преобразование
Фурье от
тренда)

4. Гистограмма джиттера

5. U-кривая (Bathtub Curve)

1. Точка выборки x сканирует
по всей ширине глазка
2. Для каждого
положения точки
выборки измеряется
количество случаев,
когда сигнал огибает
точку выборки «не с
той стороны» (это
соответствует ошибке
в зарегистрированном
цифровом символе)
3. Количество ошибок в
отношении к полному
числу переданных
символов (Bit Error Rate,
BER) строится как
функция положения точки
выборки

6. Составляющие джиттера

Общий джиттер (Total Jitter, TJ)
Детерминированный джиттер
(Deterministic Jitter, DJ)
Джиттер, зависимый от
данных (Data Dependent
Jitter, DDJ)
Межсимвольная
интерференция
(Inter-symbol
Interference, ISI)
Отклонения
скважности
(Duty Cycle
Distortion,
DCD)
Случайный джиттер
(Random Jitter, RJ)
Периодический
джиттер (Periodic
Jitter, PJ)
Субгармонический
джиттер (Sub Rate
Jitter, SRJ)
Некоррелированный
периодический
джиттер
(Uncorrelated PJ)
В определенном смысле
схож со случайным

7. Случайный джиттер (Random Jitter, RJ)

Случайный джиттер – непериодический, независимый от сигнала
джиттер. При просмотре на осциллографе подавляется при
включении усреднения.
Без усреднения
С усреднением

8. Особенности случайного джиттера

Имеет гауссовскую плотность распределения вероятности тренда
джиттера.
Характеризуется среднеквадратичным значением JrmsRJ= σ.
Неограничен по амплитуде: JPPRJ → ∞. Поскольку случайная
составляющая в джиттере всегда присутствует, это значит, что
джиттер всегда приводит к большим или меньшим ошибкам, а общее
значение джиттера может быть определено только для заданного
коэффициента ошибок.

9. Случайный джиттер. Типичные осциллограмма и гистограмма

10. Периодический джиттер. Типичные осциллограмма и гистограмма

11. Некоррелированный периодический джиттер (Uncorrelated PJ)

Отличается от случайного наличием периода повторения, но в
среднем также независим от сигнала, как и случайный. Поэтому
подавляется при включении усреднения в осциллографе.
В системах анализа джиттера предусматриваются средства для
измерения частоты периодического джиттера (как коррелированного,
так и некоррелированного).

12. Межсимвольная интерференция. Ти-пичные осциллограмма и гистограмма

Межсимвольная интерференция. Типичные осциллограмма и гистограмма

13. Джиттер, вызванный погрешностью по скважности (Duty Cycle Distortion, DCD)

Одна из возможных причин – погрешность установки порогового
уровня в передатчике:
Тренд джиттера

14. Джиттер, вызванный погрешностью по скважности (Duty Cycle Distortion, DCD)

Другая возможная причина – асимметрия фронтов в передатчике:
Тренд джиттера

15. DCD. Типичная осциллограмма и гистограмма

16. Субгармонический джиттер (Sub-Rate Jitter, SRJ)

Субгармонический джиттер (SubRate Jitter, SRJ)
Субгармонический джиттер – периодический джиттер с частотой, в
целое число раз меньшей частоты передачи
Пример
Идеальный
сигнал
Опорный
генератор
ФАПЧ
Реальный
сигнал

17. Субгармонический джиттер. Пример 2

На одном из N входов либо
больше джиттер, либо
«заедает» мультиплексор
Каждый N-тый бит будет
иметь больший джиттер
• Если длина последовательности кратна N,
то одни и те же перепады будут иметь
джиттер, и джиттер будет казаться
зависимым от последовательности
• Если длина последовательности не кратна
N, то джиттер будут иметь разные
перепады, и джиттер будет восприниматься
как некоррелированный периодический

18. Анализ джиттера (разложение на составляющие)

19. Джиттер в генераторах и синтезаторах частоты

Джиттер в генераторах и синтезаторах частоты обычно характеризуют
фазовыми шумами.
Разновидности фазовых шумов по частотной зависимости:
ЧМ-шум «случайное блуждание». Пропорционален 1/f2;
ЧМ фликкер-шум, 1/f;
ЧМ белый шум, f0;
ФМ фликкер-шум, f1;
ФМ белый шум, f2

20. Джиттер в генераторах и синтезаторах частоты

детермирированный
джиттер