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定時決定一切:如何測量附加抖動

發(fā)布時間:2015-11-27 11:08    發(fā)布者:designapp
關(guān)鍵詞: 定時 , 抖動
 為什么抖動很重要?

在當(dāng)今數(shù)據(jù)通信、有線及無線基礎(chǔ)設(shè)施以及其它高速應(yīng)用等高級系統(tǒng)中,時鐘抖動是整體系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。要達(dá)到所需的系統(tǒng)抖動性能,一定要保持盡可能低的時鐘抖動,并在整個分配網(wǎng)絡(luò)上分配低抖動時鐘源。

隨著系統(tǒng)要求的不斷提升,問題也隨之而來:時鐘線路上添加的簡單緩沖器會不會讓時鐘抖動變得更差?如果會,在添加簡單緩沖器之前應(yīng)該考慮什么問題?



圖1:系統(tǒng)級說明

附加抖動定義

這就是存在附加抖動的地方。附加抖動可定義為器件本身為輸入信號增加的抖動數(shù)量。它的計(jì)算公式為



,假設(shè)噪聲過程是隨機(jī)的,而且輸入噪聲與輸出噪聲互相沒有關(guān)聯(lián)。附加抖動可幫助您確定是否可以為時鐘線路添加簡單緩沖器。

要顯示真正的緩沖器附加抖動,在理想情況下應(yīng)采用沒有抖動的時鐘源測量。不過,真正的時鐘源總是有抖動的。我們應(yīng)如何解決這個問題呢?不必使用沒有抖動的時鐘源測量附加抖動,我們可使用清潔或有噪聲的輸入源進(jìn)行測量。

輸入源研究

以下案例研究是在假定測量值不確定性的情況下,兩種輸入源的影響。這個實(shí)例基于通過CDCLVC1310低抖動及低功耗時鐘緩沖器得到的真實(shí)測量結(jié)果。由于溫度或電源電壓的變化、輸入壓擺率的變化以及測量設(shè)備的不確定性,因此 10fs rms 的假定較小測量不確定值就是通用測量不確定值。



表1:案例研究 — 抖動值

案例 1 是具有 180fs rms 抖動(12 kHz 至 20 MHz)的噪聲輸入源的測量結(jié)果。根據(jù)該輸入源,CDCLVC1310具有 181fs rms 的輸出抖動性能,其可產(chǎn)生 19fs rms 的附加抖動(表 1,A1)。如果我們現(xiàn)在假設(shè)測量誤差為 10fs rms,附加抖動就會突然增加 45fs rms,達(dá)到 64fs rms(表 1,B2)。

案例 2 是對具有 74fs rms 抖動(12kHz 至 20MHz)的清潔輸入源的測量結(jié)果。這可為CDCLVC1310顯示更準(zhǔn)確的附加抖動測量值。輸出性能為 90fs rms,其可產(chǎn)生 51fs rms 的附加抖動(表 1,A2)。根據(jù) 10fs rms 的測量不確定值,附加抖動只會增加 16fs rms(表 1,B2)。



圖2:實(shí)例研究 — 附加抖動的圖示

了解抖動關(guān)系

在案例研究的圖示(圖 2)中,我們可以看到輸入、輸出以及附加抖動之間的關(guān)系。請記住描述直角三角形 3 邊關(guān)系的勾股定理公式,附加抖動公式與它類似,即



。在這兩個案例中,輸入抖動保持恒定,輸出抖動(黑線和藍(lán)線)變化為 10fs rms。我們很容易看出,案例 2 可提供更準(zhǔn)確的附加抖動測量結(jié)果,因?yàn)樗辉趺词軠y量不確定性影響。另外,該圖還顯示,附加抖動測量值很容易產(chǎn)生錯誤結(jié)果。

總之,我極力推薦使用清潔輸入源執(zhí)行附加抖動測量。
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