Messung und Analyse von Clock-Jitter und Phasenrauschen

Ständige 12 Bits gewährleisten hochpräzise Messungen

Nur Teledyne LeCroy bietet 12 Bit vertikale Auflösung ohne Kompromisse für das beste Signal-Rausch-Verhältnis und den niedrigsten intrinsischen Jitter – erreichen Sie eine unübertroffene Jitter-Messgenauigkeit.

• Keine Kompromisse bei Auflösung, Abtastrate oder Bandbreite
• Bestes Signal-Rausch-Verhältnis für geringsten Eigenjitter
• Geringstes Rauschen für unübertroffene Jitter-Messgenauigkeit

Lange Erfassungszeiten messen sehr niederfrequenten Jitter

Die Oszilloskope von Teledyne LeCroy verfügen über den branchenweit längsten Erfassungsspeicher und sind in der Lage, mathematische Analysen auch bei den größten Erfassungen durchzuführen. Dies bietet die Möglichkeit, die Jitter-Komponenten mit der niedrigsten Frequenz zu analysieren.

• Messen Sie die Abweichung auf 5 Hz oder weniger
• Messen Sie den durch verursachten Jitter 50/60 Probleme mit der Hz-Stromleitung
• Sehen Sie sich Niederfrequenz-Jitter und Wander-Schwankungen im Zeitverlauf an

Hochwertige Oszilloskop-Sample-Uhr

Oszilloskope von Teledyne LeCroy verwenden Abtasttakte höchster Qualität, um zusätzlichen Jitter vom Messsystem bis zur Taktsignalerfassung zu minimieren.

• Gewährleistet einen geringen additiven Jitter des Messsystems
• Sample-Clock-Jitter von nur 15 fs_RMS

Konsistentste Taktjitter-Messungen

Nutzen Sie den langen Oszilloskopspeicher von Teledyne LeCroy, um eine lange Taktsignalerfassung durchzuführen und alle Taktjitter-Messungen und Phasenrauschanalysen mit demselben Datensatz und mit einem einzigen, konsistenten Setup durchzuführen.

• Alle Messungen werden mit einer Taktsignalerfassung durchgeführt
• Globale Einstellungen werden einheitlich angewendet, um die Konsistenz der Einrichtung sicherzustellen
• Der extrem lange Speicher ermöglicht die gleichzeitige Messung von nieder- und hochfrequentem Jitter

Schnellere und effizientere Clock-Jitter-Analyse

Sparen Sie Zeit und nutzen Sie eine Softwareoption, die alle benötigten Tools zur Messung von Taktjitter und Phasenrauschen enthält, und führen Sie alle Analysen über eine benutzerfreundliche grafische Benutzeroberfläche durch.

• Eine Softwareoption verfügt über alle erforderlichen Messwerkzeuge
• Vereinfachte Benutzereinrichtung – keine verwirrenden Assistenten
• Es sind keine Mehrfachanschaffungen erforderlich

Das umfassendste Toolset zur Messung des Taktjitters

Erhalten Sie mehr Einblick und analysieren Sie Jitter in jedem Bereich. Zeigen Sie alle Messungen und Analyseansichten gleichzeitig in einer Softwareoption an.

• Vollständige Jitter-Domänenanalyse – Zeit, Frequenz (Spektral- und Phasenrauschen) und statistisch
• Viele verschiedene gleichzeitige Jitter-Messungen und -Ansichten

Wie werden Jitter und Phasenrauschen gemessen?

Die Kurzzeitstabilität eines Oszillators wird durch die Messung des Jitters im Zeitbereich und des Phasenrauschens im Frequenzbereich charakterisiert. Beide Messungen beschreiben die gleichen zugrunde liegenden Phänomene. Daher ist es möglich, Phasenrauschen mit Jitter zu korrelieren.

Ein Phasenrauschanalysator misst nur im Frequenzbereich, während ein Oszilloskop im Zeitbereich misst, diese Daten jedoch mathematisch in den Frequenzbereich umwandeln kann. Daher eignet sich ein Oszilloskop ideal zur Messung von Jitter und Phasenrauschen. Allerdings muss das Oszilloskop über eine hohe Leistung verfügen, um den Messanforderungen moderner Oszillatoren gerecht zu werden.

Die Messung des Phasenrauschens mit einem Oszilloskop basiert auf der Messung des TIE (Time Interval Error). Die TIE-Messung ist eine Zeitdifferenz (oder ein Einheitsintervall) zwischen dem Zeitpunkt, zu dem ein Eingangssignal einen voreingestellten Spannungsschwellenwert überschreitet, und dem idealen Zeitpunkt einer vom Benutzer angegebenen Referenzfrequenz. TIE-Messungen werden normalerweise in Zeiteinheiten als Funktion gleich einer Reihe von Messungen über einen Zeitraum aufgetragen, was eine grafische Darstellung der Phasenmodulationshüllkurve des Oszillators darstellt. Dies kann vom Oszilloskop mathematisch in ein Frequenzbereichsdiagramm des Phasenrauschens gegenüber der Frequenz umgewandelt werden.

Berechnung des Zeitjitters aus Phasenrauschen

Sobald ein Diagramm des Phasenrauschens über der Frequenz erstellt wurde, kann der äquivalente RMS-Wert des TIE-Jitters aus der integrierten Phasenrauschleistung über den interessierenden Frequenzbereich berechnet werden. Cursor werden verwendet, um den Frequenzbereich im Phasenrauschdiagramm zu definieren, und Jitter- und Phasenrauschwerte werden in einer Tabelle angezeigt.

Hochleistungsoszilloskope und Werkzeuge zur Rauschunterdrückung verbessern die Genauigkeit der Phasenrauschberechnung

Teledyne LeCroys 12-bit Oszilloskope kombinieren geringes Rauschen (hohes Signal-Rausch-Verhältnis) mit extrem geringem internen Sample-Clock-Jitter. Dies führt zu einem sehr niedrigen Jitter-Grundrauschen. Die Jitter- (und Phasenrausch-)Leistung kann jedoch mit der Heterodyn-Funktion, Filtern und der Dual-Input-Methode weiter verbessert werden.

• Heterodyn-Funktion: Die Heterodyn-Funktion verwendet einen Softwareansatz, der auf dem Betrieb eines Phasenrauschanalysators basiert und ist ideal für Signale mit geringer Steigung.
• Eingangsfilter: Hochfrequentes Rauschen und unerwünschte Effekte aus dem Messaufbau können die Messungen negativ beeinflussen. Diese Effekte können durch den Einsatz geeigneter Tiefpass-, Hochpass- oder Bandpassfilter zur Reduzierung von Fremdgeräuschen reduziert werden.
• Dual-Input-Methode: Bei dieser Methode wird das Messsignal extern über einen Splitter aufgeteilt, um es gleichzeitig über zwei Eingangskanäle im Oszilloskop zu erfassen. Das Rauschen in den beiden Eingangskanälen ist nicht kohärent und daher erhöht sich das Signal-Rausch-Verhältnis.

Die Heterodynfunktion in Clock Expert führt eine ähnliche Funktion aus wie ein Phasenrauschanalysator

Eine typische Phasenrauschmessung mit einem Spektrumanalysator oder Phasenrauschanalysator ist in der Abbildung links dargestellt. Das Ausgangssignal des zu prüfenden Oszillators wird mit dem Ausgangssignal eines Referenzoszillators mit geringem Phasenrauschen gemischt, der auf die gleiche Frequenz und eine relative Phase von 90° eingestellt ist. Die Phasenverschiebung wird auf exakte Phasenquadratur eingestellt, was durch einen minimalen DC-Pegel am Ausgang des Mischers angezeigt wird. Der Mischer fungiert nun als Phasendetektor und erzeugt eine Spannung, die proportional zur Phasendifferenz zwischen den beiden Quellen ist. Der Referenzoszillator weist ein sehr geringes Phasenrauschen auf und der Ausgang des Mischers ist im Wesentlichen eine Funktion des Phasenrauschens des getesteten Oszillators. Das Ausgangssignal des Mischers wird tiefpassgefiltert, um die höherfrequenten Summenterme und die Spektralkomponenten des Mischerverlusts zu entfernen.

Die Heterodyn-Funktion in Clock Expert funktioniert nach dem gleichen Prinzip und verwendet einen Software-Ansatz, wobei der Referenzoszillator intern in der Software generiert und als ideal angenommen wird.

Analyse des niederfrequenten Phasenrauschens mithilfe des langen Erfassungsspeichers des Oszilloskops

Die Phasenrauschmessung in einem Oszilloskop verwendet eine Fast-Fourier-Transformation (FFT), um Zeitbereichsdaten in den Frequenzbereich umzuwandeln. Die niedrigste Frequenz, die mit einer FFT berechnet werden kann, ist der Kehrwert der Erfassungsperiode, und die Erfassungsperiode (bei einer bestimmten Abtastrate) wird durch die Länge des Erfassungsspeichers des Oszilloskops definiert, wobei mehr Speicher einer niedrigeren gemessenen Frequenz entspricht.

Um beispielsweise Phasenrauschen bei einer Frequenz von 20 Hz messen zu können, muss die Erfassungsperiode 50 Millisekunden betragen (1/050 Sekunden = 20 Hz). 50 Millisekunden, die mit einer Abtastrate von 10 GS/s erfasst werden, erfordern 500 Millionen Punkte (Mpts) des Oszilloskop-Erfassungsspeichers (050 s * 10e9 S/s = 500e6 S oder Punkte).