時鐘抖動和邊沿速率

圖1顯示了由一個通用公式表述的三種波形。該公式包括相位噪聲項“φ(t)”和幅度噪聲項“λ(t)。對評估的三個頻率來說，φ(t)=0和λ(t)是個偽隨機(jī)函數(shù)，該函數(shù)為每個波形都產(chǎn)生噪聲的恒定包絡(luò)。圖1顯示三個波形中每一波形的Vth穿越分解視圖，以及Vth可被穿越的位置分布。

圖1：時間抖動引入與信號邊緣速率

圖1強(qiáng)調(diào)了噪聲源而不是固有抖動會引起定時抖動錯誤。更快的邊沿速率減少了時鐘信號上的電壓噪聲對時鐘抖動性能的影響。這種現(xiàn)象并非是僅屬于時鐘信號的特點。在接收時鐘信號或測量抖動性能的設(shè)備內(nèi)，這種機(jī)理也表現(xiàn)得很明顯。

時鐘性能測量

工程師常常會評估無意義的實驗室結(jié)果；而時鐘性能測量的問題尤其嚴(yán)重。例如，你可使用示波器和相位噪聲分析儀（PNA）測量隨機(jī)抖動。不過，結(jié)果有時會大相徑庭。為了更好地理解這些結(jié)果，圖2描述了一些實驗過程，其結(jié)果如表1所示。

圖2：隨機(jī)抖動測量實驗

表1：來自圖2的隨機(jī)抖動測量實驗的結(jié)果。

例如，ONET1191P是一個為高速應(yīng)用優(yōu)化了的限幅放大器（LA）。我們用這個放大器來縮短時鐘信號的上升和下降時間，在本例，是從約200ps縮短至35ps。

請注意，該LA的使用，在示波器和PNA上得到不同的結(jié)果。PNA的結(jié)果與預(yù)期的相同（例如，增加了LA的同時也增加了噪聲）。但LA顯著改善了來自示波器的結(jié)果。

結(jié)論

上述結(jié)果與圖1所示的邊沿速率和抖動傳遞機(jī)制相關(guān)。噪聲源來自示波器的前端，而不是時鐘信號包含的噪聲成分。公式1是示波器抖動噪底的一種表述。它包括示波器時基的抖動、示波器前端的噪聲（Vnoise）以及被測信號的壓擺率。

公式1