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歡迎閱讀TI 最新《定時(shí)決定一切》系列博客文章的第一篇！在本系列中，您會(huì)發(fā)現(xiàn)我們的 TI 時(shí)鐘專家能解決您的所有時(shí)鐘問題，滿足您的任何需求。作為該最新博客系列的開篇文章，我將幫助您了解如何正確測量時(shí)鐘緩沖器的附加抖動(dòng)。
為什么抖動(dòng)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(jí)系統(tǒng)中，時(shí)鐘抖動(dòng)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(dòng)性能，一定要保持盡可能低的時(shí)鐘抖動(dòng)，并在整個(gè)分配網(wǎng)絡(luò)上分配低抖動(dòng)時(shí)鐘源。
隨著系統(tǒng)要求的不斷提升，問題也隨之而來：時(shí)鐘線路上添加的簡單緩沖器會(huì)不會(huì)讓時(shí)鐘抖動(dòng)變得更差？如果會(huì)，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(jí)說明
?
附加抖動(dòng)定義
這就是存在附加抖動(dòng)的地方。附加抖動(dòng)可定義為器件本身為輸入信號(hào)增加的抖動(dòng)數(shù)量。它的計(jì)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(dòng)可幫助您確定是否可以為時(shí)鐘線路添加簡單緩沖器。
要顯示真正的緩沖器附加抖動(dòng)，在理想情況下應(yīng)采用沒有抖動(dòng)的時(shí)鐘源測量。不過，真正的時(shí)鐘源總是有抖動(dòng)的。我們應(yīng)如何解決這個(gè)問題呢？不必使用沒有抖動(dòng)的時(shí)鐘源測量附加抖動(dòng)，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(gè)實(shí)例基于通過 CDCLVC1310 低抖動(dòng)及低功耗時(shí)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。
| ? | ? |
輸入抖動(dòng) |
輸出抖動(dòng) |
附加抖動(dòng) |
|
案例 1：噪聲輸入源 |
A1 |
180 fs rms |
181 fs rms（真實(shí)測量值） |
19 fs rms |
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B2 |
180 fs rms |
191 fs rms（假定值） |
64 fs rms |
|
|
案例 2：清潔輸入源 |
A2 |
74 fs rms |
90 fs rms（真實(shí)測量值） |
51 fs rms |
|
B2 |
74 fs rms |
100 fs rms（假定值） |
67 fs rms |
表 1：案例研究 — 抖動(dòng)值
案例 1 是具有 180fs rms 抖動(dòng)（12 kHz 至 20 MHz）的噪聲輸入源的測量結(jié)果。根據(jù)該輸入源，CDCLVC1310 具有 181fs rms 的輸出抖動(dòng)性能，其可產(chǎn)生 19fs rms 的附加抖動(dòng)（表 1，A1）。如果我們現(xiàn)在假設(shè)測量誤差為 10fs rms，附加抖動(dòng)就會(huì)突然增加 45fs rms，達(dá)到 64fs rms（表 1，B2）。
案例 2 是對具有 74fs rms 抖動(dòng)（12kHz 至 20MHz）的清潔輸入源的測量結(jié)果。這可為 CDCLVC1310 顯示更準(zhǔn)確的附加抖動(dòng)測量值。輸出性能為 90fs rms，其可產(chǎn)生 51fs rms 的附加抖動(dòng)（表 1，A2）。根據(jù) 10fs rms 的測量不確定值，附加抖動(dòng)只會(huì)增加 16fs rms（表 1，B2）。
圖 2：實(shí)例研究 — 附加抖動(dòng)的圖示
了解抖動(dòng)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(dòng)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(dòng)公式與它類似，即 
。在這兩個(gè)案例中，輸入抖動(dòng)保持恒定，輸出抖動(dòng)（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(dòng)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(dòng)測量值很容易產(chǎn)生錯(cuò)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(dòng)測量。在 TI，這也是我們評(píng)估緩沖器性能的常用方法。
如欲了解有關(guān)時(shí)鐘抖動(dòng)的更多詳情，敬請?jiān)L問 TI E2E? 社區(qū)的時(shí)鐘與定時(shí)論壇，在這里，您將會(huì)找到已經(jīng)在使用 TI 時(shí)鐘與定時(shí)產(chǎn)品的工程師撰寫的現(xiàn)有博客文章，您也可創(chuàng)建新的條目，解決您的特定需求或問題。
請關(guān)注《定時(shí)決定一切》系列博客的下篇文章，我們的時(shí)鐘專家將幫助您選擇最適合您應(yīng)用的時(shí)鐘產(chǎn)品！
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審核編輯：符乾江
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