抖动

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在電子和電信產業中,抖動又可稱為時基誤差英语Jitter),通常是週期訊號與參考時鍾之間的差異,時基誤差會影響數位類比轉換器的類比輸出。考慮Jitter是非常重要的,在通訊連結中,如(如,USB,PCI-e,SATA,OC-48)是不希望發生Jitter的,由其是採樣訊號的還原過程。[1]

像所有的隨時間變化的訊號一樣Jitter可以被量化,比如均方根,峰-峰值位移;也可以用頻譜分布進行量化。

Jitter週期是指一個訊號的兩次峰值之間的時間發生變化的週期。Jitter頻率是Jitter的倒數。通常,如果Jitter頻率,對系統影響不大,在低階系統設計中可以不用加以考慮。

取樣訊號還原[编辑]

任何經過採樣的數位訊號,在還原時需要知道當時的採樣時脈,而在還原點時資訊還沒傳達完成,將使還原的訊號不完美,這在即時英语real-time)系統會造成更嚴重的失真,Jitter屬於數位雜訊的一種,成因與解決方式將在下面的章節說明。

成因[编辑]

Jitter主要的來源就是電訊號的傳遞時間不同,我們知道任何導線都會有電容,電容就是影響高電位至低電位/ 低電位至高電位的阻礙 (也就是0到1,1到0的充放電時間),然而不只是導線自己的電容,導線與導線之間的串音英语crosstalk效應也會導致導線充電時間的阻礙。這樣的訊號延遲致使類比數位轉換器以及數位類比轉換器發生採樣、還原誤差。除了電容以外,電磁干擾(EMI)也會造成Jitter時基誤差。 因此一段好的數位導線必須對以下幾個項目加以設計:

  1. 導線電容
  2. 導線串音英语crosstalk
  3. 電磁干擾防護
  4. 導線長度
  5. 阻抗匹配

除了傳達訊號外,對於時脈訊號的不準確亦有可能造成Jitter,例如硬體的嚴重震動,也會影響震盪石英體,使得時脈來源製造出來的方波不再是完美的方波,在這樣的情況下,縱使訊號傳達沒有Jitter,但時鐘的認定已經有了誤差,這樣的情形亦可等效於時基出現了誤差。

解決方法[编辑]

對於Jitter的解決方法有以下兩個方向

時脈穩定電路[编辑]

對於時脈來源加以保護,甚至使用多重時脈加以校正,大量降低時脈的誤差,或是鎖相迴路加以校正。

傳導線強化設計[编辑]

  1. 導線電容,使用電容較低的材質(例如銀),可以降低整體導線電容,降低0到1、1到0的充放電時間(高電位至低電位、低電位至高電位的時間)。
  2. 導線串音英语crosstalk,將導線與導線間的距離拉大,並加入介電係數較低(如空氣)的介質,降低導線與導線間的電容,加以降低串音造成的Jitter影響
  3. 電磁干擾防護,導線外皮可以使用不導磁的材質,降低空氣中EMI的干擾,由其是現在Wifi、3G、4G滿天飛的時代,高頻訊號傳輸更亦受到干擾,造成Jitter現象。
  4. 導線長度,導線過長有可能會互相交纏,增加串音影響,另外導線長度與電容大小呈現線性關係,因此降低導線長度可以降低Jitter效應。
  5. 阻抗匹配,阻抗嚴重不匹配的導線,會使訊號產生反射,嚴重干擾訊號與訊號間的的電位,並影響數位類比轉換器的辨識能力,造成Jitter效應,一般數位線材的阻抗均有嚴格定義。

參考資料[编辑]

參考書目[编辑]

  • Wolaver, Dan H. (1991). Phase-Locked Loop Circuit Design. Prentice Hall. ISBN 0-13-662743-9. pages 211–237.