信號(hào)抖動(dòng)老資料

數(shù)字線路系統(tǒng)的抖動(dòng)及測(cè)量（供討論）大唐電信科技股份有限公司杜英武

1984.111一、抖動(dòng)的基本概念二、抖動(dòng)的起源三、抖動(dòng)的累積四、抖動(dòng)的規(guī)范五、抖動(dòng)的測(cè)量2一、抖動(dòng)（jitter）的基本概念31、抖動(dòng)與漂移的定義1)重建的脈沖序列發(fā)生時(shí)刻（即相位）隨時(shí)間變化。這種相位變化稱之為抖動(dòng)或漂移。2)相位變化速率較快者稱抖動(dòng)。3)相位變化速率較慢者稱漂移?！翱臁焙汀奥睕]有明確的界限。一般地說(shuō)，高于0.01Hz稱抖動(dòng)，低于0.01Hz稱漂移。抖動(dòng)的計(jì)量單位通常用單位間隔表示（UI）1UI=一個(gè)脈沖周期(1/B)=3600(B:比特率)452、抖動(dòng)的分類63、抖動(dòng)對(duì)信號(hào)的影響1、數(shù)字信號(hào)誤碼2、模擬信號(hào)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)僅考慮數(shù)字信號(hào)誤碼；模擬信號(hào)的失真由其它設(shè)備考慮。7二、抖動(dòng)的起源8Re—equalizingRe-shapingRe-timing9Re—equalizing均衡波形的選擇增益大小與增益—頻率特性噪聲AGC功能10Re-shaping1)半幅值判決判決精度噪聲抑制11Re-timing最佳的判決時(shí)刻點(diǎn)輸入抖動(dòng)和定位抖動(dòng)時(shí)鐘恢復(fù)電路的幾種方式

LC—LC調(diào)諧槽路

SAWF—表面聲波濾波器

PLL—相位鎖定環(huán)路12擴(kuò)充到網(wǎng)絡(luò)的3R功能1R:均衡放大（含光和電處理）;增益均衡;色散補(bǔ)償。2R:1R+噪聲抑制;數(shù)字成型。3R:2R+再定時(shí)。13定位抖動(dòng)（alignmentjitter）

時(shí)鐘脈沖偏離最佳識(shí)別時(shí)刻的抖動(dòng)量稱定位抖動(dòng)（alignmentjitter）。抖動(dòng)引起誤碼取決于定位抖動(dòng)，而不是輸入抖動(dòng)的絕對(duì)值。

Ja()=Ji()－Jc()=Ji()－Ji()×H()=Ji()（1－H()）注意：抖動(dòng)的幅度特性和相位特性14151、系統(tǒng)性的抖動(dòng)(碼型相關(guān)抖動(dòng))1）碼間干涉2）有限脈沖寬度效應(yīng)3）幅—相變換161）碼間干涉

172）有限脈沖寬度效應(yīng)非線性元件的輸出是一個(gè)脈沖脈沖序列。在其脈沖底部的寬度取決于均衡函數(shù)的選擇和碼型。對(duì)孤立均衡波而言，該寬度通常大約為一個(gè)時(shí)隙寬度。如果這一脈沖序列被饋送到調(diào)諧槽路，那么，滿足零抖動(dòng)的調(diào)諧條件是當(dāng)輸出信號(hào)過(guò)零點(diǎn)時(shí)，輸入信號(hào)必須為零。如果這一條件不滿足，則輸出信號(hào)過(guò)零點(diǎn)被擾亂而產(chǎn)生抖動(dòng)。這種效應(yīng)的大小取決于槽路的輸出幅度。183）幅—相變換192、非系統(tǒng)性的抖動(dòng)1）調(diào)諧電路失調(diào)

2）隨音機(jī)雜

3）脈沖雜音

20三、抖動(dòng)的累積嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)是十分困難的。為了滿足工程需要，通常采用一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型并作出許多近似的假設(shè)來(lái)分析抖動(dòng)的累積。1、每一個(gè)再生中繼器產(chǎn)生相同的抖動(dòng)2、每個(gè)再生器定時(shí)抽取電路都調(diào)諧在脈沖的重復(fù)頻率上3、對(duì)于隨機(jī)碼的抖動(dòng)源可以近似用白噪聲源代表【這一假設(shè)對(duì)某些抖動(dòng)源(如失諧引起的抖動(dòng))并不成立】2122隨機(jī)抖動(dòng)由“功率密度”表示比拉普拉斯變換更方便。這里“功率”這一術(shù)語(yǔ)容易使人誤解，因?yàn)橐粋€(gè)角度的平方并沒有功率的含義。然而為了分析的方便，我們可以定義一個(gè)和電功率密度類似的“角功率密度”。在頻率fc上的角功率密度就意味著在中心頻率fc上的每一赫帶寬內(nèi)角功率頻譜成分的均方值。所以N個(gè)中繼器鏈路末端的抖動(dòng)功率譜密度可以表示為：2324結(jié)論1、級(jí)連再生器的輸出抖動(dòng)絕對(duì)值隨N的增加而無(wú)限制增加；而任何一個(gè)再生器的定位抖動(dòng)不增加（抖動(dòng)容限不變）。2、對(duì)系統(tǒng)性抖動(dòng)：JN=J1×N1/2；對(duì)非系統(tǒng)性抖動(dòng)：JN=J1×N1/43、輸出抖動(dòng)、抖動(dòng)傳遞函數(shù)、最大允許輸入抖動(dòng)三個(gè)參數(shù)是

互相相關(guān)的。狹窄的抖動(dòng)傳遞函數(shù)可得到小的輸出抖動(dòng)，但最大允許輸入抖動(dòng)會(huì)下降。25四、抖動(dòng)的規(guī)范1、無(wú)輸入抖動(dòng)時(shí)的輸出抖動(dòng)2、抖動(dòng)傳遞函數(shù)3、最大允許輸入抖動(dòng)下限4、最大允許輸出抖動(dòng)上限26五、抖動(dòng)的測(cè)量（1）測(cè)量各種碼型組合下的穩(wěn)態(tài)相位偏移，然后根據(jù)各種碼型組合出現(xiàn)的概率計(jì)算出隨機(jī)碼條件下的抖動(dòng)值。（2）運(yùn)用一個(gè)無(wú)抖動(dòng)的時(shí)鐘信號(hào)去觸發(fā)示波器的時(shí)基可以直接地在示波器上觀察到被測(cè)信號(hào)的抖動(dòng)。（3）使用相位解調(diào)器，解調(diào)被測(cè)信號(hào)給出一個(gè)抖動(dòng)基帶信號(hào)，然后對(duì)它進(jìn)行所需要的測(cè)量。（4）數(shù)字式的抖動(dòng)測(cè)量（TEK）

271、無(wú)輸入抖動(dòng)時(shí)的輸出抖動(dòng)28注意事項(xiàng)1、在時(shí)鐘上測(cè)量可得到更高的精度2、偽隨機(jī)序列有足夠的長(zhǎng)度3、足夠的測(cè)試時(shí)間4、抖動(dòng)的有效值和峰峰值之間的關(guān)系292、抖動(dòng)傳遞函數(shù)30注意事項(xiàng)1、使用正絃調(diào)制信號(hào)。2、抖動(dòng)幅度影響測(cè)試精度。3、偽隨機(jī)序列長(zhǎng)度影響測(cè)試精度。4、使用“10101010”人工碼可提高測(cè)試精度。5、理論上，傳遞函數(shù)的曲線和時(shí)鐘抽取電路特性一致。313、最大允許輸入抖動(dòng)下限3233注意事項(xiàng)1、使用正絃調(diào)制信號(hào)。2、1dB光功率代價(jià)。3、每個(gè)頻點(diǎn)的測(cè)試時(shí)間4、找出拐點(diǎn)（如果有）344、最大允許輸出抖動(dòng)上限1、在時(shí)鐘上測(cè)量可得到更高的精度2、偽隨機(jī)序列有足夠的長(zhǎng)度L100×N×Q×f/f1L:序列長(zhǎng)度;f1:定時(shí)恢復(fù)電路時(shí)鐘頻率;f:比特率Q:單個(gè)再生中繼器的Q值;N:串接再生中繼器的數(shù)目;3、足夠的測(cè)試時(shí)間35參考文獻(xiàn)[1]SystematicJitterinaChainofDigitalRegeneratorsTheB.S.T.JNO6.1963[2]A3600Kilometer140Mb/sDigitalLineSystemPhilipsTelecommunicationReviewVol:40NO:3Sep.1982[3]JitterAccumulationPropertyinaRegenerativeRepeaterSystemwithASWFasaTimingExtractingFilterNECResearchanddevelopmentNO:43October1976[4]