揭秘為何精確測量附加抖動如此重要

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。

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。在 TI，這也是我們評估緩沖器性能的常用方法。