數(shù)字示波器的抖動噪聲基底是什么

數(shù)字示波器的抖動噪聲基底（Jitter Noise Floor）指標(biāo)經(jīng)常會被誤會和誤用，那么抖動噪聲基底到底是什么？抖動噪聲基底是示波器本身對抖動測量結(jié)果貢獻(xiàn)的整體噪聲，它經(jīng)常被標(biāo)定為統(tǒng)計結(jié)果，用有效值或標(biāo)準(zhǔn)偏差值（在平均值為0時，標(biāo)準(zhǔn)偏差值和有效值相同）來表示。

如果抖動噪聲基底遠(yuǎn)小于希望測量的信號抖動，那么示波器就是測量抖動的正確儀器，相反，如果抖動噪聲基底遠(yuǎn)高于希望測量的抖動，那么示波器就不是合適的儀器。

時基抖動（timebase jitter）是抖動噪聲基底的一部分，它源于示波器的時基（clock）的抖動，即輸入信號在被采樣的時間上的抖動。

抖動噪聲基底的另外一部分來自于示波器的垂直噪聲（vertical noise）。抖動測量是基于信號與某閾值的交叉點(diǎn)的時刻與理想中它應(yīng)該和某閾值交叉點(diǎn)的時刻進(jìn)行比較后的結(jié)果。垂直噪聲帶來了測量的誤差，看起來是添加了更多的抖動。誤差的大小取決于噪聲的大小以及信號在閾值位置的轉(zhuǎn)換速率（斜率）。更大的噪聲意味著更大的抖動，更快的斜率意味著更小的抖動。下圖說明了垂直噪聲如何轉(zhuǎn)換為抖動。

等式（1）說明了如何基于垂直噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差和信號的斜率來計算垂直噪聲帶來的抖動。

抖動噪聲基底是時基抖動和垂直噪聲引起的抖動的有效值之和。等式（2）說明了它們之間的關(guān)系。當(dāng)垂直噪聲等于0或者斜率無窮大時，抖動噪聲基底等于時基抖動。

下圖表示了抖動噪聲基底，時基抖動和垂直噪聲在不同斜率時引起的抖動之間的關(guān)系（圖表中是假設(shè)正弦信號滿柵格，信噪比為36dB）。

如前所述，抖動噪聲基底取決于示波器的垂直噪聲，輸入信號的斜率和示波器的時基抖動。當(dāng)比較示波器的抖動性能時，非常重要的一點(diǎn)是要理解抖動噪聲基底或時基抖動是否被正確的標(biāo)定了。如果對抖動噪聲基底進(jìn)行標(biāo)定，還需要知道垂直噪聲和相應(yīng)的信號斜率。

當(dāng)決定是否可以用某款示波器測量DUT的抖動時，就需要計算對于特定設(shè)置下的抖動噪聲基底，為此，測量示波器的噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差（將示波器設(shè)置為將需要測量的DUT抖動的狀態(tài)，去掉信號，測定stdev值），估計信號的斜率（有些示波器具有斜率測量參數(shù)），計算垂直噪聲引起的抖動大小。Datasheet中的抖動噪聲基底一般是基于經(jīng)常用到的斜率/噪聲測量到的，如果由于垂直噪聲引起的抖動大于Datasheet中的值，就應(yīng)當(dāng)使用自己的抖動噪聲基底。