MICROCHIP AN6172 Misingi ya Jitter ya Saa

Utangulizi

• Lengo la karatasi hii ni kutoa utangulizi mfupi wa baadhi ya istilahi zinazozunguka jita ya saa na kutoa maelezo zaidi.view ya mbinu zinazotumiwa kubainisha na kupima jitter katika vifaa vya kuweka muda.

Jitter ni nini?

• Jitter, kama inavyofafanuliwa na NIST, ni "tofauti ya awamu ya muda mfupi ya papo hapo muhimu ya mawimbi ya dijiti kutoka kwa nafasi zao bora kwa wakati." Kimsingi, msukosuko wa wakati ni mkengeuko wa ukingo wa oscillator kutoka eneo lake bora. Kadiri mawimbi ya kiosilata yanavyozidishwa na kuchujwa, jita huzidishwa na kuchujwa pia, na bajeti ya muda ya mfumo inaweza kutoweka haraka. Hapa tunaona jinsi jita inavyoweza kuwa na matatizo na, kwa sababu hiyo, imekuwa muhimu kwa wabunifu kuwa na uelewa mzuri wa jita ya saa na jinsi itaathiri muundo wao wa mfumo.
• Jitter inaweza kusababishwa na kelele ndani ya saketi ya oscillator au usumbufu mwingine katika mfumo, kama vile kelele ya usambazaji wa nishati, kelele ya joto, mtetemo na mambo mengine mengi. Katika mijadala mingi, Jumla ya Jitter (TJ) ya mfumo imegawanywa katika kategoria kuu mbili: Deterministic Jitter na Random Jitter (DJ na RJ). Kielelezo kilicho hapa chini kinaonyesha uchanganuzi wa haraka wa jita ikiwa ni pamoja na utangulizi mfupi wa vipengele tofauti vya DJ na RJ.

Kielelezo cha 1. Jumla ya Jitter na Vipengele vyake

Jitter bila mpangilio

• Jita nasibu ni jambo ambalo haliwezi kutabiriwa kila wakati. Jita nasibu inayotumiwa na kifaa ni mchanganyiko wa vipengele vingi, ikiwa ni pamoja na kelele ya joto, tofauti za upana wa kufuatilia, kelele ya risasi, kuyumba, n.k. Jita nasibu ni mchakato wa stochastic wa Gaussian ambao wakati mwingine hujulikana kama kelele ya ndani kwa sababu huwapo kila wakati. Jita nasibu ina chaguo za kukokotoa za usambazaji wa uwezekano wa kawaida (PDF) ambayo haina kikomo na haiwezi kudumisha thamani iliyobainishwa vyema ya kilele hadi kilele. Badala yake inaelezewa kwa kawaida na kupotoka kwake kwa kawaida. Jita nasibu pia ni huru kutoka kwa vyanzo vingine vya jitter, kwa kuwa uwepo wake haukuza athari za vyanzo vingine vya jitter.

Jitter ya kuamua

• Jita ya kuamua wakati mwingine hujulikana kama jita iliyo na mipaka. Ikiwa vipengele vyote vya mfumo vinajulikana, basi unaweza kutabiri kwa usahihi ni kiasi gani cha jitter kitazingatiwa katika kila makali ya mpito. Kwa sababu jita ya kuamua inaundwa na aina zingine zote zisizo za nasibu za jita, haifuati chaguo za kukokotoa za usambazaji wa jumla. Kuna kiasi kidogo cha vyanzo vya jita visivyo na nasibu na, kwa hivyo, tunaweza kukisia kuwa ina PDF ambayo imewekewa mipaka. Hii huturuhusu kubainisha jita bainishi kwa thamani yake ya kilele hadi kilele (thamani inayoweza kupimika).
• Jita dhabiti inaweza kugawanywa zaidi katika vijamii viwili: Periodic Jitter na Data-Dependent Jitter. Jiti mara kwa mara inajumuisha jita yoyote kwa mzunguko au kipindi kisichobadilika. Ni rahisi kupima kwa usahihi na inaonekana katika wigo wa masafa kama vilele tofauti. Ex baadhi nzuriamples of periodic jitter ni kelele za usambazaji wa nishati na crosstalk kutoka kwa njia za data za jirani. Jita inayotegemea data hujumuisha jita zote ambazo ukubwa wake huathiriwa na mabadiliko katika mzunguko wa wajibu wa mawimbi au kingo za saa. Kwa mfanoample, katika mtiririko wa data mpito kati ya 0 na 1 ya biti mbadala (01010101) itakuwa tofauti ikilinganishwa na mpito unaofuata mfuatano mrefu wa biti zinazofanana (00011001). Kwa vile aina hii ya tabia haipo katika saa na vihisishi, aina hii ya jita ya kuamua inachukuliwa kuwa isiyo ya sababu.
• Kuna njia nyingi za kuainisha jita na, ingawa ni muhimu kuelewa ni aina gani ya jita unayotazama, ni muhimu vile vile kuweza kupima aina tofauti za jita. Kwa kuweza kupima kwa usahihi jita, jitihada zinaweza kufanywa ili kuichuja au kuiondoa na kupunguza Kiwango cha Hitilafu ya Kidogo (BER) ya mfumo kwa ujumla.

Jitter ya Chini iko kwa kiwango gani?

Jibu la haraka: Inategemea.

• Dhana rahisi ya neno "jitter" inaweza kuchukua maana nyingi kulingana na jinsi inavyopimwa na sifa. Mara nyingi, inaweza kusaidia kuangalia Kielelezo cha kawaida cha Ubora katika tasnia ya saa, kama vile jita ya awamu iliyounganishwa bila uchujaji wa ziada katika bendi ya 12kHz hadi 20MHz, ili kupata hisia ya masafa ya utendakazi ambayo yanafunikwa na vioksidishaji vya kisasa vya saa. Kwenye Microchip webtovuti, tumetoa muhtasari wa data kwenye uteuzi wa vifaa katika masafa ya kawaida.
• Vifaa vinavyoweza kuainishwa kama "jita ya chini" vinaweza kufunika aina mbalimbali zinazoanzia 1ps hadi 23fs. Nambari hizi zinategemea sana maelezo ya kipimo, hata ndani ya ufafanuzi finyu wa jita ya awamu ambayo tumeanzisha. Tofauti zaidi katika msukosuko wa awamu ungeonekana ikiwa tungeweka juu zaidi uchujaji wa ziada kwenye data zaidi ya ile ambayo tayari inachukuliwa na kichujio cha "ukuta wa matofali" kilichotumiwa wakati wa kupima.
• Ujumbe hapa ni kwamba alama kama vile awamu ya jita ni muhimu, lakini, hata hivyo, maelezo kuhusu kipimo yanaweza kusababisha matokeo mbalimbali. Unapolinganisha saa zinazodai utendakazi wa "mtetemeko mdogo" daima kumbuka tofauti kati ya maana ya "jita" na maelezo ya jinsi nambari kwenye laha za data na katika vipimo vya umeme zilivyokokotolewa.

Vipimo vya Jitter

Kelele ya wakati/jita ni jambo gumu sana. Ili kuelewa jinsi jitter inavyoweza kuathiri mfumo, inahitaji kupimwa na kuhesabiwa. Kihistoria, vipimo vya saa vimefafanua jitter kutoka kwa mitazamo miwili tofauti: vipimo katika kikoa cha saa na vipimo katika kikoa cha masafa.

Vipimo vya Jitter ya Kikoa cha Wakati

• Kuna aina tatu za jita ambazo hupimwa katika kikoa cha wakati: jita ya kipindi, jita ya mzunguko hadi mzunguko, na hitilafu ya muda wa muda (TIE) jita.
• Jita ya kipindi inawakilisha mkengeuko wa juu zaidi wa kipindi cha oscillator katika muundo wa wimbi juu ya idadi maalum ya mizunguko ya saa. Kwa kuzingatia idadi ya mizunguko ya saa (kawaida katika safu ya 10,000+) kila kipindi hupimwa ili kukokotoa thamani ya wastani, mkengeuko wa kawaida na thamani ya kilele hadi kilele. Hii inapopima mikengeuko ya kipindi cha saa baada ya muda, hakuna marejeleo ya thamani bora. Tofauti yoyote kati ya wastani na thamani inayotarajiwa inaweza kuangaliwa kama suluhu na iliyoundwa kwa urahisi kote.
• Jita ya mzunguko-hadi-mzunguko inawakilisha ni kiasi gani kipindi cha oscillator kinabadilika kati ya mizunguko miwili iliyo karibu. Kama vile jita ya kipindi, jita ya mzunguko hadi mzunguko haipimwi kwa kurejelea thamani bora. Jita ya mzunguko-hadi-mzunguko kwa kiosilata inaripotiwa kama thamani ya kilele inayofafanua mkengeuko wa juu zaidi kati ya kingo zinazoinuka za saa zozote mbili mfululizo. Kwa mfanoampna, ikiwa kipindi kimoja ni -20ps kutoka wastani na kipindi kingine ni +15ps kutoka wastani, kiwango cha juu cha jita ya mzunguko hadi mzunguko ni 20ps. Kuna baadhi ya vifaa vya kupimia vinavyokokotoa jita ya mzunguko hadi mzunguko kwa kutumia oparesheni ya tofauti ya mpangilio wa kwanza kwenye kipindi cha jita.
• TIE jita hupima umbali ambao kila ukingo wa saa hutofautiana kutoka mahali pake panapofaa. Tofauti na kipindi na jita ya mzunguko hadi mzunguko, vipimo vya jita vya TIE vinahitaji anayejaribu kujua ni wapi kingo zinazofaa zinapaswa kuwa na, kwa sababu hii, ni vigumu kuchunguza TIE kwa wakati halisi kwa oscilloscope. Mara nyingi, vipimo vya jita vya TIE huhitaji anayejaribu kunasa na kuchakata data baada ya. TIE pia inaweza kupatikana kwa kuunganisha kipindi cha jita, baada ya kwanza kutoa kipindi cha saa (bora) kutoka kwa kila kipindi kilichopimwa. TIE ni muhimu kwa sababu inaonyesha athari limbikizi ambayo hata kiwango kidogo cha jita ya kipindi kinaweza kuwa nayo baada ya muda.

Kikoa cha Mara kwa Mara: Vipimo vya Awamu ya Kelele za Jitter

• Kelele ya awamu mara nyingi inachukuliwa kuwa kipimo muhimu cha usafi wa spectral, ambayo ni utulivu wa asili wa ishara ya muda. Hebu tuchukue oscillator ya sinusoidal ambayo hutoa wimbi la sine na frequency Fc. Kisisitio bora kitakuwa na usafi kamili wa spectral, huku nguvu zake zote zikiwa zimejikita katika Fc. Kwa vile jita husababisha kutofautiana kwa marudio, hii husababisha nishati kuenea kwa masafa ya karibu, na kuunda mikanda ya kando. Kwa kupima kiasi cha nguvu katika mikanda ya pembeni inayohusiana na mtoa huduma, tunaweza kupata thamani ya jita.
• Jita ya awamu inaweza kuhesabiwa kwa kupima msongamano wa spectral wa awamu ya mawimbi ya saa na kuunganisha juu ya bendi maalum ya masafa ya riba. Eneo lililo chini ya mpangilio wa wigo linawakilisha kiwango cha nguvu cha kelele ya kurekebisha awamu (inayozalisha jita) na nguvu ya kelele hiyo inalingana na jita ya awamu ya RMS yenye mraba. Mara nyingi, mzunguko wa juu unaweza kutajwa hadi mzunguko wa Nyquist wa mfumo. Programu inaweza tu kupendezwa na aina mbalimbali za kelele za awamu na kwa kawaida itabainisha masafa hayo au kutumia barakoa ili kutambua eneo la kuvutia na viwango vya juu zaidi vya dBc vinavyoruhusiwa. Mask hii mara nyingi huitwa Jitter Mask.
• Ili kubainisha Kinyago cha Jitter, utendakazi wa uhamishaji wa mfumo lazima uchanganuliwe. Kinyago cha jitter kitabainisha utendakazi wa saa jinsi kitakavyoathiri mfumo, kwa lengo la kuepuka kubainisha zaidi. Katika ulimwengu wa kisasa wa uhandisi, vinyago vingi vya jita vimeamuliwa mapema na itifaki za sekta, inayojulikana zaidi ni hitaji la SONET (12kHz hadi 20MHz) na viwango vinavyohusiana vya mawasiliano ya simu kwa mtandao wa mtoa huduma wa macho OC48. Mask hii ya jitter imekuwa kiwango cha sekta isiyo rasmi, bila kujali kama saa itatumika au la katika programu ya SONET.
• Hii inaweza kuwa tatizo, kwani si mara zote kwamba bandwidth 12 kHz hadi 20 MHz jitter inaweza kupimwa, au hata kuwa na maana, ikiwa carrier au mzunguko wa saa ni mdogo sana. Mifumo ya kiutendaji ina dijiti sampling, au vikwazo sawa vya kuchanganya na kuchuja, vinavyohitaji masafa ya chini ya mtoa huduma kuwa takriban 2X au zaidi ya masafa ya juu zaidi ya kukabiliana. Hata kama haikuwa hivyo, mtu hawezi kupima saa na masafa ya mtoa huduma <20MHz moja kwa moja na vipunguzo hadi 20MHz. Ni kwa sababu hii kwamba mbuni
  (zote mbili kwa oscillator na mfumo) lazima wawe na uelewa thabiti wa ni nini hasa wanachouliza linapokuja suala la uainishaji wa awamu ya jitter.

Jinsi ya Kupima Jitter

• Maendeleo yanayoendelea katika mifumo ya mawasiliano na vipimo vya kasi ya juu yanahitaji viwango vya juu vya utendaji kutoka kwa saa za mfumo na marejeleo. Utendaji unaokubalika hapo awali unaweza kuwa hautoshi kusaidia vifaa vya usawazishaji wa kasi ya juu. Labda kipimo muhimu na kisichoeleweka zaidi cha utendaji wa saa ni jitter. Mojawapo ya changamoto kuu za vipimo vya jitter ni kwamba kwa sasa hakuna mbinu zilizowekwa za kiwango cha tasnia. Kuna anuwai nyingi za kuzingatia, kutoka kwa vifaa gani vya majaribio vinatumika hadi hali halisi ya jaribio. Ingawa viwango vya JEDEC vinatoa ufafanuzi na masharti ya majaribio yaliyopendekezwa, kuna ukosefu wa uwiano kati ya vipimo kutoka kwa wanaojaribu tofauti.
• Kuna vipengele vitatu ambavyo havibadiliki kwa aina zote za majaribio ya kutetemeka: kifaa kinachofanyiwa majaribio (DUT), kisisitizo cha rejeleo na usambazaji wa nishati. Kisisitizo cha rejeleo ni kipengele muhimu kwa usanidi wa jaribio kwa sababu kifaa cha kupimia DUT kinahitaji kuwa na sakafu bora ya kelele kuliko DUT. Vinginevyo, utendaji wa DUT utaharibiwa na kelele za vifaa.
  Vifaa vya kipimo vya kawaida (oscilloscopes, vihesabio, vichanganuzi vya chanzo cha mawimbi) vina TCXO/OCXO ya ndani na, kwa vifaa vingi vya muda, hivi vinatosha. Kifaa cha majaribio cha Microchip hutumia kelele ya awamu ya chini ya OCXO iliyofungwa kwa saa ya Rubidium ya 10MHz ambayo nayo hufungwa kwa kipokezi cha GPS.

Vipimo vya Jitter ya Kikoa cha Wakati

• Oscilloscopes ndicho kifaa kikuu kinachotumika kwa vipimo vya jita ya kikoa cha wakati. Oscilloscopes kuruhusu kwa urahisi viewmabadiliko ya mawimbi na mapigo, na inachukuliwa kuwa ya lazima kwa wakati wowote na maabara ya masafa. Ingawa kuna wachuuzi wengi ambao hutoa pakiti za majaribio ya kipimo cha jitter, mara nyingi hutolewa kwa gharama ya ziada. Oscilloscope ambayo ni ya kasi ya juu (1GHz+) na ina s ya juuampling bandwidth (10GS/s+) inapaswa kutosha kukusanya data inayohitajika. Pia tunahitaji kukumbuka kuwa vipimo vya jita ya kikoa cha wakati (haswa kipindi na mzunguko-kwa-mzunguko) ni nasibu na huonyeshwa kulingana na thamani ya wastani na mkengeuko wa kawaida katika idadi ya sekunde.ampchini. Kiwango cha 65 cha JEDEC kinahitaji angalau sekunde 1000ampchini, lakini 10,000 sample minimum inapendekezwa na programu nyingi.

Kipindi cha Jitter

• Ingawa ufafanuzi rasmi wa jita ya kipindi ni tofauti kati ya kipindi cha saa iliyopimwa na kipindi kinachofaa, katika matumizi ya ulimwengu halisi mara nyingi ni vigumu kuhesabu kipindi kinachofaa. Ikiwa tutazingatia matokeo
  kutoka kwa oscillator iliyowekwa hadi 125MHz kwa kutumia oscilloscope, muda wa saa uliopimwa unaweza kuwa 7.996ns badala ya 8ns. Kwa hivyo, ni vitendo zaidi kutibu wastani wa kipindi kinachozingatiwa kama kipindi kinachofaa na hii ni mazoezi ya kawaida ya watengenezaji wa vifaa vya kuweka wakati. Utaratibu wa kawaida wa kupima jita ya muda unahusisha kupima bila mpangilio muda wa kipindi cha saa moja mara 10,000 na kutumia data iliyorekodiwa ili kukokotoa wastani, mkengeuko wa kawaida na thamani za kilele hadi kilele. Kutokana na hali ya nasibu ya jita ya kipindi, thamani za kilele-hadi-kilele zinaweza kutofautiana sana na, mara nyingi, kipindi cha jita kinahitaji kuhesabiwa upya mara kadhaa ili kupata thamani ya wastani.
• Chini ni example ya kipindi cha jita iliyopimwa kwenye kichanganuzi cha uadilifu cha mawimbi ya Wavecrest SIA-3300C kwa XO ya 200MHz. Jukwaa hili la kichanganuzi limesanidiwa kupima sekunde 30,000amples kwa wakati mmoja na hutekelezwa mara tatu ili kupata thamani ya wastani ya kilele hadi kilele.

Kielelezo cha 2. Kipimo cha Jitter ya Kipindi kwa XO ya 200MHz

Jitter ya Mzunguko hadi Mzunguko

• Kupima jita ya mzunguko-hadi-mzunguko ni sawa na kupima jita ya kipindi, lakini kwa hatua moja ya ziada. Utaratibu wa kawaida wa kupima jita ya mzunguko-hadi-mzunguko unahusisha kupima bila mpangilio muda wa vipindi vya saa mbili mara 10,000 na kuchukua tofauti kamili kati ya hizo mbili. Data iliyorekodiwa hutumika kukokotoa thamani za wastani na za kawaida za mkengeuko, na thamani ya kilele ndiyo tofauti kubwa zaidi katika vipindi vinavyozingatiwa. Kama ilivyo kwa kipindi cha jita, thamani za kilele hadi kilele zinaweza kutofautiana sana na, mara nyingi, jita ya mzunguko hadi mzunguko inahitaji kuhesabiwa upya mara kadhaa ili kupata thamani ya wastani. Baadhi ya oscilloscope za dijiti zina kipengele cha histogram, ambacho hurahisisha hesabu nyingi.
• Chini ni example ya jita ya mzunguko hadi mzunguko inayopimwa kwenye LeCroy Waverunner 610ZI Digital Oscilloscope kwa XO ya 50MHz. Katika hali hii, zana ya kupima jita, iliyopewa P8 na kuandikwa 'dper', inatumika kukokotoa jita ya mzunguko hadi mzunguko. Jukwaa hili la kichanganuzi limesanidiwa kupima sekunde 30,000amples kwa wakati mmoja na hutekelezwa mara tatu ili kupata thamani ya wastani ya kilele hadi kilele.

Kielelezo cha 3. Kipimo cha Jitter ya Mzunguko hadi Mzunguko kwa XO ya 50MHz

TIE Jitter

• Kupima jita ya TIE ni ngumu sana kwa oscilloscope pekee. Kwa kawaida, histogram ni muhimu kupanga maadili ya kipimo dhidi ya mzunguko wa tukio la vipimo. Example ya histogram ya jita kwa kipimo cha TIE imeonyeshwa hapa chini. Katika kesi hii, mabadiliko yanayoendelea yamepangwa katika mapipa 500 na jumla ya idadi ya seti ya data ni 3,200,000.
• Thamani ya wastani ya TIE ni sifuri kinadharia na, kama inavyoweza kuonekana katika kipimo hiki, thamani ya wastani ni 0ns. Kwa njama hii, usambazaji ni takriban Gaussian na mkengeuko wa kawaida wa 1.3ps.

Kielelezo cha 4. Historia ya TIE Jitter

Vipimo vya Jitter ya Kikoa cha Frequency

• Ingawa vipimo vya kikoa cha saa hushughulikiwa hasa na oscilloscope, vipimo vya kikoa cha marudio hushughulikiwa hasa na kichanganuzi cha chanzo cha mawimbi (SSA). SSA nyingi zina sakafu ya kelele ya chini sana (–180dBc/Hz) na zina mbinu jumuishi za uunganishaji ambazo hupunguza zaidi kelele ya mfumo wa majaribio. Uwiano mtambuka kimsingi hughairi kelele kwa kuchukua jumla ya vekta ya matokeo ya kipimo cha njia mbili huru za kipimo.
• Kwa kupima kelele ya awamu, Microchip inapendelea kutumia Agilent E5052B. 5052B inajumuisha njia mbili huru za PLL zilizo na vyanzo viwili vya kumbukumbu vilivyojengwa ambavyo havihusiani (pia kuna chaguo kwa chanzo cha marejeleo ya nje). Ikiwa ishara mbili hazijaunganishwa, jumla ya vekta yao, ikimaanisha jumla ya nguvu ya kelele kutoka kwa vyanzo vya marejeleo vilivyochukuliwa kupitia vekta wastani, hupunguza sakafu ya kelele ya mfumo kwa kughairi kelele kutoka kwa vyanzo vyake vya marejeleo ya ndani na mizunguko mingine inayohusiana, huku ishara ya kelele kutoka DUT inasisitizwa. Hii inaruhusu majaribio ya haraka na ya kirafiki huku upande mkuu ukiwa ni kwamba kifaa kimoja pekee kinaweza kujaribiwa kwa wakati mmoja. E5052B pia inaweza kukokotoa kelele iliyounganishwa juu ya masafa unayotaka (angalia mfanoample chini, kupima kutoka 12kHz hadi 5MHz) na kuhesabu jitter ya awamu iliyounganishwa.

Mchoro wa 5. Kelele za Awamu na Kipimo cha Jitter cha RMS kwa 156.25MHz XO

Iwapo mtu hana kichanganuzi cha chanzo/wigo ambacho kinaweza kukokotoa jita peke yake, kichanganuzi chochote kilicho na sakafu nzuri ya kelele kinaweza kutumiwa kukokotoa jita ya awamu ya kikoa na kuunganishwa kwa kipindi kwa kutumia fomula zilizo hapa chini.

• Kielelezo cha 6. Kelele za RMS (Radians)
• Kielelezo cha 7. Kelele za RMS (Shahada)

Kielelezo cha 8. Jitter ya Kipindi Kilichojumuishwa (Sekunde)

• Kama exampna, fomula hizi zilitumika kwa sehemu ile ile iliyoonyeshwa hapo juu na, kwa kutumia vialamisho 4-7 pekee, tuliweza kukokotoa Jita ya awamu ya RMS ya digrii 10.0468 na Jita ya kipindi jumuishi ya 178.611fs, ikilinganishwa na matokeo ya E5052B ya digrii 10.1156 na 179.834fs 179.834. Pia kuna kadhaa za bure web-vyana vinavyoweza kukokotoa thamani hizi kulingana na kuingiza data.
• Microchip imetumia programu ya Jitter Labs ili kuthibitisha vipimo vya usanidi wetu wa majaribio.

Vyanzo vya Kawaida vya Jitter katika Oscillators

Kuna idadi ya mambo ya nje ambayo yanaweza kusababisha jitter kwenye oscillator na kila moja kulipwa kupitia njia tofauti. Hapa tutajadili vyanzo vikuu kadhaa vya jitter: kelele ya joto, mazungumzo ya mseto, mtetemo, na kelele ya usambazaji wa nishati.

Kelele ya joto

• Kelele za joto huenda chini ya idadi ya majina ikijumuisha kelele ya Johnson-Nyquist, kelele ya Johnson, au kelele ya Nyquist. Kelele hii ya masafa ya umeme au redio (RF) hutolewa kutokana na msukosuko wa joto wa wabebaji wa malipo (elektroni ndani ya kondakta wa umeme). Kelele hii ya joto hutokea bila kujali ujazo uliotumikatage kwa sababu vibeba chaji hutetemeka kwa sababu ya halijoto. Mtetemo huu unategemea hali ya joto: juu ya joto, juu ya fadhaa na, kwa hiyo, kiwango cha kelele ya joto. Kelele ya joto ni ya nasibu kwa asili na haiwezekani kutabiri muundo wake wa wimbi. Kwa hiyo, haiwezekani kupunguza madhara kwa kufuta au mbinu nyingine zinazofanana. Njia pekee za kupunguza maudhui ya kelele ya joto ni kupunguza halijoto ya uendeshaji au kwa kuchagua vipengee vilivyo na mgawo wa halijoto unaofaa zaidi (kama vile filamu nyembamba dhidi ya vipingamizi nene vya filamu).
• Mzeeamptatizo hili linaonyeshwa kwenye takwimu hapa chini. Hapa, bendi iliyotiwa kivuli kati ya mikunjo nyekundu na nyeusi inawakilisha matokeo ya kipimo cha kelele cha awamu tofauti ya oscillator sawa katika 100MHz. Kipimo hiki kilifanywa kwa usanidi sawa wa jaribio, lakini tulibadilisha vidhibiti vingine kwenye PCB. Matokeo yaliyoonyeshwa hapa chini yanaweza pia kuwa yameathiriwa na uvujaji wa kelele wa AM usiodhibitiwa au kuingiliwa kwa sumakuumeme (EMI) ambayo sasa imepunguzwa kutokana na kuchagua vijenzi tofauti. Hii inaonyesha kwa nini, katika mazungumzo mengi, kelele ya joto, EMI, na uvujaji wa kelele wa AM huwekwa pamoja.

Kielelezo cha 9. Madhara ya Kelele ya Joto kwenye Kelele ya Awamu ya Oscillator

Crosstalk
Kwa vile saizi za vipengee zimekuwa zikipungua kwa kuongeza kasi ya mchakato-teknolojia, nafasi kati ya waya za unganishi wa karibu/ufuatiliaji unaendelea kupungua.asing katika kila mchakato wa teknolojia. Wakati mawimbi kwenye mojawapo ya nyaya hizi hutengeneza makali ya kupanda/kushuka, hii inaweza kuwa na athari kwenye waya wa jirani na kwa ujumla hujulikana kama crosstalk. Crosstalk inaweza kuwa kwa sababu ya mistari ya uwanja wa umeme au sumaku inayoingiliana kati ya mistari miwili iliyo karibu, na ni kwa sababu ya uwezo na inductance kati yao.

Kielelezo cha 10. Maonyesho ya Capacitive Crosstalk

• Katika mazungumzo yenye uwezo, waya hizo mbili huonyeshwa kama mchokozi (waya iliyo na ishara) na mwathirika (waya inayopokea kelele). Kadiri makali yanayotokana na mchokozi yanapoeneza chini ya mstari, itaingiza mkondo kwenye mstari wa mwathirika kupitia uwezo wake. Wakati mkondo unadungwa, mkondo utaona kizuizi sawa katika mwelekeo wa mbele na wa nyuma na, kwa sababu hiyo, mkondo utagawanyika sawa, na nusu kusafiri mbele na nusu kurudi nyuma.
• Katika mazungumzo ya kufata neno, sehemu za sumaku zipo wakati mkondo wa sasa unasafiri chini ya mstari wa kichokozi. Mistari hii ya uwanja wa B hushawishi mistari ya uwanja wa B kuzunguka mstari wa mwathirika, ambayo, kwa upande wake, huunda safari ya sasa katika mwelekeo tofauti. Mwelekeo wa sasa unaosababishwa hujenga vol hasitage mwishoni kabisa na juzuu chanyatage karibu na mwisho inapopita kwenye vizuizi vya kusitisha.

Kielelezo cha 11. Maonyesho ya Inductive Crosstalk

• Madhara ya crosstalk kwenye oscillator yanachangiwa kwa kiasi kikubwa kutoka kwa PCB ambayo oscillator imewekwa. Kwa kufuata miongozo ifaayo ya muundo, mazungumzo yanaweza kupunguzwa/kuondolewa. Mbinu zingine ni pamoja na kuingiza vihifadhi, kubadilisha ukubwa wa seli, kufuatilia ugawaji upya wa ufuatiliaji wa mwathiriwa, na kutenga nafasi ya ziada kwa athari za waathiriwa.

Mtetemo

• Moja ya sifa za quartz ni kwamba harakati yoyote au mabadiliko ya nguvu kwenye kioo yanaweza kubadilisha mzunguko. Hii kwa kawaida huwakilishwa katika laha za data katika vitengo vya ppm au ppb/g. Kwa mfanoample, kawaida
  spec inaweza kuonyesha kuwa kioo cha 10MHz kitabadilika takriban 1ppm/g. Usikivu unamaanisha kuwa kioo kikiwa wazi kwa mtetemo wa mitambo, kitakuwa na kelele ya awamu ya juu kutokana na miondoko hii isiyo ya kawaida. Hii hutokea katika helikopta, jeti, au hata katika maeneo ambayo yako karibu na vipengele vingine vya mitambo vinavyotetemeka, kama vile feni ya kupoeza.
• Mabadiliko kuhusiana na mzunguko wa vibration yanaweza kuhesabiwa kwa equation hapa chini. Katika mlingano huu, 'Γ' inawakilisha unyeti wa kuongeza kasi wa fuwele, "a" inawakilisha kasi inayoonekana na kioo, "fO" ni marudio ya msisimko na "fV" ni marudio ya mtetemo.
• Kwa mtetemo wa sinusoidal, "a" ni kiwango cha juu kinachotumika cha mtetemo katika vitengo vya g, na L(fV) inaonyeshwa katika vitengo vya dBc. Katika programu nyingi za ulimwengu halisi, mtetemo ni wa nasibu kabisa. Kwa mtetemo wa nasibu, nishati inasambazwa nasibu juu ya anuwai ya masafa, awamu na amplitudes, na ni vitendo zaidi kuwa na kuongeza kasi inayowakilishwa na wiani wake wa nguvu wa spectral (PSD). Kwa mtetemo wa nasibu, "a" ni mizizi-mraba ya mara mbili ya PSD na
• inawakilishwa katika vitengo vya g2/Hz na, kwa hivyo, L(fV) inaonyeshwa katika vitengo vya dBc/Hz.
• Chini ni examples ya vibration kwenye oscillator. Katika Mchoro 12, tunaona mtetemo wa sinusoidal ukitoa mistari ya spectral katika ±fV kutoka kwa mtoa huduma. Mitetemo hii inapoongezeka kwa ukubwa, viunga vya kando hatimaye vitamshinda mtoa huduma, na kusababisha kuanguka. Katika Mchoro wa 13, tunaona athari za mtetemo wa nasibu zikitumika kwenye mhimili wa x wa oscillator, na jinsi inavyoweza kuathiri vibaya utendakazi wa awamu.

Kielelezo cha 12. Mtetemo wa Sinusoidal

Kielelezo cha 13. Mtetemo wa Nasibu

• Mbinu zinazotumiwa sana ili kupunguza kelele ya awamu inayotokana na mtetemo zinaweza kuwa rahisi kama kutenga mtetemo (kwa kutumia mpira, povu, au chemchemi) na kutumia nyenzo ngumu zaidi (kauri dhidi ya alumini)
  ngumu kama kughairiwa kwa mtetemo. Njia moja kama hiyo itakuwa kwamba, wakati oscillator iko chini ya mtetemo, makisio ya mchanganyiko-changamani (sawa). amplitude, awamu kinyume) mawimbi yanaweza kuzalishwa kutoka kwa mawimbi ya kipima kasi na kutumika kurekebisha awamu ya kutoa sauti ya oscillata kwa njia ya kukandamiza au kughairi mikanda ya kando iliyoshawishiwa.

Kelele ya Ugavi wa Nguvu

• Wabunifu wa maunzi kwa kawaida wanakabiliwa na changamoto ya ongezekoasing kiasi cha utendakazi kwenye PCB huku ukipunguza alama ya jumla. Hii mara nyingi husababisha kubadili vifaa vya nguvu safi kwa gharama ya kuondoa mzunguko wa vichungi muhimu hapo awali. Madhara ambayo mara nyingi hupuuzwa ni kwamba kuwa na vipengee vingi vinavyoshiriki usambazaji wa umeme wa kawaida usiochujwa kutaeneza kelele na uingiliaji wowote unaotolewa na kifaa kimoja sasa utaathiri moja kwa moja utendaji wa msukosuko wa vifaa vingine vyote.
• Kwa mizunguko ya saa, kelele ya usambazaji wa nguvu hutafsiri kuwa jitter ya ziada. XO za Jadi ni mizunguko rahisi sana ambayo inaundwa na inverting amplifier kuendesha kioo. Kwa sababu ya muundo wao rahisi, wachuuzi mara nyingi hupuuza kutathmini vifaa hivi kwa kukataa kelele ya usambazaji wa nishati. Katika hali nyingi, amplifier imeundwa, kujaribiwa, na kutathminiwa tu katika mazingira ya kelele ya chini, kwa kutumia usambazaji wa nishati safi na vipengee vidogo vya kipekee. Kwa kuwa kimsingi mzunguko wa analogi, nodi nyeti zinaweza kuchanganya kelele kwa urahisi. Kelele hiyo itatafsiriwa kuwa jitter ya pato kwa njia ya spurs ambayo hurekebisha kwa kasi ya msingi ya oscillation. nyeti zaidi amplifier, ndivyo ukubwa wa spur utakavyokuwa kwa kiwango fulani cha kelele.
• Kukataliwa kwa usambazaji wa nishati kwenye kifaa kunaweza kudhibitiwa kwa kutumia kichujio kwenye usambazaji wa nishati. Hii inaweza kuwa rahisi kuongezwa kwa shanga ya ferrite na capacitor ya SMD iliyo wazi (kichujio cha kupitisha chini). Kidhibiti laini kinaweza pia kutumika kuchuja kelele ya usambazaji. Kulingana na kile kinachozingatiwa kwenye ugavi wa nishati, baadhi ya visa vinaweza kuhitaji kutumia saketi zote mbili ili kuchuja kwenye bendi nzima ya masafa ambayo kifaa kinaweza kukumbwa na msukosuko wa usambazaji.

Hitimisho

Karatasi hii inachambua idadi ya maneno yanayotumika sana yanayohusiana na oscillators na utendakazi wao wa kusisimua. Lengo la msingi la uchanganuzi wa saa-jita linapaswa kuwa kubainisha ni aina gani ya jita ambayo programu mahususi ni nyeti kwayo na kuchanganua jinsi athari zake zinavyoweza kupunguzwa. Wakati wachuuzi wa saa wana jukumu la kuhakikisha kiwango cha juu cha utendaji, ni muundo mwingi tu unaweza kufanywa kwa kiwango cha sehemu. Mhandisi wa kubuni anayejua jinsi jitter inavyoweza kuzalishwa na kupunguzwa ataweza kujiepusha na matatizo mengi kwenye mstari. Tazama kidokezo cha programu AN4362 kwa maelezo ya ziada juu ya kuboresha utendaji wa oscillator.

Taarifa za Microchip

Alama za biashara

• Jina na nembo ya “Microchip”, nembo ya “M” na majina mengine, nembo na chapa ni alama za biashara zilizosajiliwa na ambazo hazijasajiliwa za Microchip Technology Incorporated au washirika wake na/au kampuni tanzu nchini Marekani na/au nchi nyinginezo (“Microchip). Alama za biashara"). Taarifa kuhusu Alama za Biashara za Microchip zinaweza kupatikana kwa https://www.microchip.com/en-us/about/legal-information/microchip-trademarks.
  ISBN: 979-8-3371-1868-0

Notisi ya Kisheria

• Chapisho hili na maelezo yaliyo hapa yanaweza kutumika kwa bidhaa za Microchip pekee, ikijumuisha kubuni, kujaribu na kuunganisha bidhaa za Microchip na programu yako. Matumizi ya habari hii
  kwa namna nyingine yoyote inakiuka masharti haya. Taarifa kuhusu programu za kifaa hutolewa kwa urahisi wako tu na inaweza kubadilishwa na masasisho. Ni jukumu lako kuhakikisha kuwa programu yako inakidhi masharti yako. Wasiliana na ofisi ya mauzo ya Microchip iliyo karibu nawe kwa usaidizi zaidi au, pata usaidizi zaidi kwa www.microchip.com/en-us/support/design-help/client-support-services.
• HABARI HII IMETOLEWA NA MICROCHIP "KAMA ILIVYO". MICROCHIP HAITOI UWAKILISHI AU DHAMANA YOYOTE IKIWA YA WAZI AU INAYODHANISHWA, ILIYOANDIKWA AU KWA MDOMO, KISHERIA AU VINGINEVYO, INAYOHUSIANA NA HABARI IKIWEMO LAKINI HAINA KIKOMO KWA UDHAMINI WOWOTE ULIOHUSIKA, UTEKELEZAJI WOWOTE ULIOHUSIKA. KWA KUSUDI FULANI, AU DHAMANA INAYOHUSIANA NA HALI, UBORA, AU UTENDAJI WAKE.
• HAKUNA TUKIO HILO MICROCHIP ITAWAJIBIKA KWA HASARA YOYOTE, MAALUM, ADHABU, TUKIO, AU MATOKEO YA HASARA, UHARIBIFU, GHARAMA, AU MATUMIZI YA AINA YOYOTE ILE YOYOTE INAYOHUSIANA NA HABARI AU MATUMIZI YAKE, HATA HIVYO IMETOKEA. UWEZEKANO AU MADHARA YANAONEKANA. KWA KIWANGO KAMILI KINACHORUHUSIWA NA SHERIA, UWAJIBIKAJI WA JUMLA WA MICROCHIP KUHUSU MADAI YOTE KWA NJIA YOYOTE INAYOHUSIANA NA HABARI AU MATUMIZI YAKE HAYATAZIDI KIASI CHA ADA, IKIWA NDIYO, AMBACHO UMELIPA MOJA KWA MOJA KWA UTAJIRI WA HABARI.
• Matumizi ya vifaa vya Microchip katika usaidizi wa maisha na/au maombi ya usalama yako katika hatari ya mnunuzi, na mnunuzi anakubali kutetea, kufidia na kushikilia Microchip isiyo na madhara kutokana na uharibifu wowote na wote, madai, suti au gharama zinazotokana na matumizi hayo. Hakuna leseni zinazowasilishwa, kwa njia isiyo wazi au vinginevyo, chini ya haki zozote za uvumbuzi za Microchip isipokuwa kama ilivyoelezwa vinginevyo.

Kipengele cha Ulinzi wa Msimbo wa Vifaa vya Microchip

Kumbuka maelezo yafuatayo ya kipengele cha ulinzi wa msimbo kwenye bidhaa za Microchip:

• Bidhaa za Microchip hutimiza masharti yaliyomo katika Laha zao za Data za Microchip.
•  Microchip inaamini kwamba familia yake ya bidhaa ni salama inapotumiwa kwa njia iliyokusudiwa, ndani ya vipimo vya uendeshaji, na chini ya hali ya kawaida.
• Thamani za microchip na kulinda kwa ukali haki zake za uvumbuzi. Majaribio ya kukiuka vipengele vya ulinzi wa kanuni za bidhaa za Microchip yamepigwa marufuku kabisa na yanaweza kukiuka Sheria ya Milenia ya Hakimiliki Dijiti.
• Wala Microchip au mtengenezaji mwingine yeyote wa semiconductor anaweza kuhakikisha usalama wa msimbo wake. Ulinzi wa msimbo haimaanishi kuwa tunahakikisha kuwa bidhaa "haiwezi kuvunjika". Ulinzi wa kanuni unaendelea kubadilika. Microchip imejitolea kuendelea kuboresha vipengele vya ulinzi wa kanuni za bidhaa zetu.

Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara

Je, ni aina gani ya jitter inayofunikwa na viosilata vya kisasa vya saa?

Vipimaji vya kisasa vya saa vinaweza kufunika viwango vingi vya jitter kutoka 1ps hadi 23fs, kulingana na maelezo ya kipimo.

Nyaraka / Rasilimali

MICROCHIP AN6172 Misingi ya Jitter ya Saa [pdf] Mwongozo wa Maelekezo Misingi ya Jitter ya Saa ya AN6172, AN6172, Misingi ya Jitter ya Saa, Misingi ya Jitter

Marejeleo

• Mwongozo wa Mtumiaji