抖动101,理解抖动及其对高速系统的影响
一、什么是抖动?
简单地说,抖动是定时事件的一种变化。它是一组信号边沿与其理想值的偏差。抖动有多种定义方法,电子行业关注的抖动至少有九种类型。下面介绍三种最常见的抖动类型,即周期抖动、周期间抖动和时间间隔误差 (TIE) 抖动。请注意,业界有许多标准,不同标准对抖动的定义略有不同。如果您使用的是某一特定标准,则需要了解该标准是如何定义抖动的,即使他们可能使用与其他标准相同的术语。
造成抖动的原因有很多。以下是一些常见原因:
(1)热噪声
(2)来自开关电源等外部源的电磁干扰
(3)串扰
(4)有损介质
(5)电压下降和接地反弹
抖动的典型来源
二、周期抖动
周期抖动非常容易理解。JEDEC 标准 JESD65B 将其定义为任何一个波形周期与其平均值的偏差。它是在随机选择的若干周期内,时钟信号的周期时间相对于理想周期的偏差。下面波形下显示的是如何计算周期抖动的公式。
周期抖动测量周期与平均值之间的变化
三、周期到周期 (C2C) 抖动
JEDEC 标准 JESD65B 将 C2C 抖动定义为在相邻周期对的随机采样中,相邻周期之间信号周期时间的变化。下面波形下显示的是计算 C2C 抖动的公式。
周期与周期之间的抖动由蓝色箭头标出,显示两个相邻周期之间的变化
四、时间间隔误差 (TIE) 抖动
TIE 抖动是相对于参考波形边缘的边缘变化。它是数字信号的重要实例与其理想时间位置的短期变化。TIE 是三种抖动类型中最复杂的一种。要正确分析 TIE,需要参考波形,这也是 TIE 抖动变得更加复杂的原因之一。
下面波形下显示的是 TIE 抖动的计算公式
时间间隔误差 (TIE) 抖动是边缘相对于参考边缘的变化
既然我们已经定义了三种常见的抖动类型,那么重要的是要认识到,仅仅因为数据表上出现了某种类型的抖动,并不意味着它适用于您的应用。是应用而不是数据表决定了所需的抖动类型。对于任何特定类型的接口,通常只有一两种类型的抖动对该接口非常重要。其他类型的抖动并不重要。因此,不要依赖数据表中的内容。而是要了解哪种类型的抖动对您的应用很重要。
(1)数据转换器
(2)同步逻辑
(3)锁相环 (PLL)
(4)并行总线
(5)串行总线发送器
(6)并行总线与串行总线
抖动是一个复杂而重要的话题。在当今的高速系统中,必须了解并测量抖动。
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