抖動(dòng)與相噪分析及轉(zhuǎn)換 - 時(shí)鐘抖動(dòng)和相噪及其測(cè)量方法

　　5 抖動(dòng)與相噪分析及轉(zhuǎn)換

　　5.1 相噪轉(zhuǎn)化為抖動(dòng)的計(jì)算

　　相位噪聲到抖動(dòng)的轉(zhuǎn)化，可以有如下的公式推導(dǎo)。

　　頻率f1到f2的相噪頻譜積分可得到相噪Φ（t）的RMS值的平方（RMSΦ（t））2：

　　其中，SΦ（t）為相噪頻譜，L（f） 為積分后的相噪。由于相噪曲線為不規(guī)則曲線，運(yùn)算量很大，實(shí)際測(cè)量時(shí)該積分運(yùn)算由儀器完成。

　　總的信號(hào)可以表示為以下函數(shù)：

　　其中C（t）表示總的信號(hào)，Φ（t）表示調(diào)制其上的相位噪聲。將Φ（t）與周期/頻率結(jié)合起來(lái)可以得到TIE抖動(dòng)的表示為：

　　另有，TIE抖動(dòng)的RMS值為：

　　其中，L（f）是關(guān)心頻段內(nèi)相噪的積分。

　　從下面的測(cè)量可以得到10Hz到30MHz的積分相噪是-51.5dBc，以該測(cè)量為例計(jì)算：

　　5.2 相噪與抖動(dòng)測(cè)量值的比較

　　下面四幅圖分別是時(shí)域的TIE、Jc-c、Jperiod和頻域的相噪，可以看到四個(gè)測(cè)量值有很大的差異，原因可能有以下幾點(diǎn)：

　　● 相噪測(cè)試時(shí)設(shè)定了具體的積分帶寬，這個(gè)帶寬一般在幾十兆Hz以內(nèi)。而時(shí)域抖動(dòng)測(cè)試并沒(méi)有帶寬限制，其帶寬限制只取決于示波器儀器本身；

　　● 儀器在測(cè)量過(guò)程中引入噪聲，這里示波器的底噪大于相噪儀，引入的噪聲會(huì)更大些；

　　● 相噪儀只是觀察到每一個(gè)時(shí)刻的噪聲，示波器可以累積觀察一段時(shí)間的噪聲；

　　● 相噪測(cè)試時(shí)以輸入信號(hào)本身的頻率作為基頻，忽略了信號(hào)的頻偏；而示波器測(cè)量TIE時(shí)會(huì)以理想時(shí)鐘作為參考。

　　6 小結(jié)

　　抖動(dòng)測(cè)量就像是盲人摸象，每種方法都有其局限性。工程師需要深入了解系統(tǒng)的抖動(dòng)的要求，以及各種抖動(dòng)測(cè)量技術(shù)的原理和優(yōu)劣，根據(jù)需要選擇合適的抖動(dòng)測(cè)量評(píng)估方法。