示波器測(cè)量之抖動(dòng)的四個(gè)維度

抖動(dòng)是在進(jìn)行示波器測(cè)量的時(shí)候常見的一種現(xiàn)象，也是工程師比較頭痛的問題之一，也是嘗嘗討論的問題。為什么這個(gè)話題千古不變值得討論呢?是因?yàn)槎秳?dòng)是示波器測(cè)量的諸多功能中與“數(shù)學(xué)”較為相關(guān)的，從此也可以看出，學(xué)好數(shù)學(xué)的必要性。

抖動(dòng)的知識(shí)有很多，但今天我們就針對(duì)抖動(dòng)的四個(gè)維度進(jìn)行簡單的講解，也讓我們一點(diǎn)一點(diǎn)學(xué)透抖動(dòng)。跟隨小編先來了解一下抖動(dòng)的四個(gè)維度到底是什么吧。

定義抖動(dòng)的四個(gè)維度

和抖動(dòng)相關(guān)的名詞非常多：時(shí)鐘抖動(dòng)，數(shù)據(jù)抖動(dòng);周期抖動(dòng)，TIE抖動(dòng)，相位抖動(dòng)，cycle-cycle抖動(dòng);峰峰值抖動(dòng)(pk-pk jitter)，有效值抖動(dòng)(rms jitter);總體抖動(dòng)(Tj)，隨機(jī)抖動(dòng)(Rj)，固有抖動(dòng)(Dj);周期性抖動(dòng)，DCD抖動(dòng)，ISI抖動(dòng)，數(shù)據(jù)相關(guān)性抖動(dòng);定時(shí)抖動(dòng)，基于誤碼率的抖動(dòng);水平線以上的抖動(dòng)和水平線以下的抖動(dòng)……這些名詞反應(yīng)了定義抖動(dòng)的不同維度。

那么，什么是抖動(dòng)呢?

其實(shí)抖動(dòng)的定義一直沒有統(tǒng)一，這可能也是因?yàn)樾枰磉_(dá)清楚這個(gè)概念的維度比較多的原因。目前引用得比較多的定義是:Jitter is defined as the short-term variations of a digital signal’s significant instants from their ideal positions in time.就是說抖動(dòng)是信號(hào)在電平轉(zhuǎn)換時(shí)，其邊沿與理想位置之間的偏移量。如下圖所示，紅色的是表示理想信號(hào)，實(shí)際信號(hào)的邊沿和紅色信號(hào)邊沿之間的偏差就是抖動(dòng)。什么是“理想位置”，“理想位置”是怎么得到的?這是被問到后最不好回答的問題。

所以認(rèn)為描述抖動(dòng)離不開“四個(gè)維度”。僅僅是說“我想測(cè)量抖動(dòng)”，這是不具體的表達(dá)。

建議的一種完整的表達(dá)方式是：我想測(cè)量100萬樣本(一定數(shù)量樣本)下的時(shí)鐘抖動(dòng)(或數(shù)據(jù)抖動(dòng))的周期抖動(dòng)(或TIE抖動(dòng)，相位抖動(dòng)，cycle-cycle抖動(dòng))的峰峰值抖動(dòng)和有效值抖動(dòng)(或Tj,Rj,Dj)。具體的測(cè)量方法上就是先測(cè)量被測(cè)信號(hào)的周期(或TIE，Cycle-cycle period)等參數(shù)，然后持續(xù)測(cè)量出100萬個(gè)甚至更多樣本，將這100萬個(gè)樣本下參數(shù)測(cè)量結(jié)果的最大值和最小值相減即為峰峰值抖動(dòng)。但是10的12次方樣本很難直接測(cè)量出來，因?yàn)樾枰牡臅r(shí)間太長，所以就改用數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)的方法進(jìn)行推導(dǎo)。

總結(jié)：

上面表達(dá)中涉及到示波器測(cè)量抖動(dòng)定義的四個(gè)維度是:

(1)測(cè)量抖動(dòng)的樣本數(shù)/誤碼率。

(2)被測(cè)信號(hào)的類型。分為時(shí)鐘抖動(dòng)和數(shù)據(jù)抖動(dòng)。

(3)關(guān)注的抖動(dòng)參數(shù)的類型。主要有周期抖動(dòng)，TIE抖動(dòng)，cycle-cycle抖動(dòng)。

(4)抖動(dòng)測(cè)量結(jié)果的類型。主要有峰峰值抖動(dòng)，有效值抖動(dòng)，總體抖動(dòng)(Tj)，固有抖動(dòng)(Dj)，隨機(jī)抖動(dòng)(Rj)。

審核編輯：湯梓紅。