石英晶振廣泛應用于通信、雷達等各種電子設備，隨著各方面技術的不斷發展，頻率源的品質已成為各種電子系統性能優劣的關鍵因素之一。研制高穩定石英晶體振蕩器，提高相位噪聲指標、減少抖動對整體性能的影響，已經成為刻不容緩的任務。同時隨著頻率合成技術的迅猛發展，對晶體振蕩器參考源的要求也越來越高，研究頻率源信號的相位抖動和相位噪聲，從根本上改善頻率源的性能，對于這一學科的理論發展和實際應用都具有重要的意義。

  定義和分析頻率源中不同的抖動類型以及相應的測試設置和后續分析方法。

定義

  抖動包括數字信號的有效瞬間與其理想位置在時間上的短期變化。" 

  數字數據流中的上升沿和下降沿永遠不會在精確的期望定時出現。定義和測量這種邊沿的精確定時關系到并影響同步通信系統的性能。

圖1

  晶振給定信號的邊緣位移是光譜和功率含量的結果噪聲..由于頻域上的非均勻噪聲，這些邊緣可能隨時間隨機變化。(因此；由100hz偏移處的噪聲引起的抖動可能大于或小于100hz偏移處的噪聲)?；诓煌臏y量技術或評估的帶寬，時鐘抖動的頻譜內容可能會有很大的不同。

抖動引起的系統中斷

  網絡貼片晶振元件中的時鐘恢復機制用于使用恢復的位時鐘來采樣數字信號。如果數字信號和時鐘具有相同的抖動，則恒定抖動誤差不會影響采樣瞬間，因此不會出現比特誤差。(這種情況將應用于低頻抖動，其中恢復時鐘機制可以跟隨數字信號相位變化；在較高頻率抖動變化時，>0.5ui將導致不準確的采樣和寶貴數據的丟失。) .

測量抖動

  有三種儀器被用來測量抖動:1) BER (誤碼率)，2)抖動分析儀和3)示波器。用于測量抖動的儀器類型取決于應用、電/光、數據通信或電信以及比特率(見下圖)。可能需要這些儀器的混合來精確跟蹤與抖動相關的有源晶振問題。最常見的方法是從BER測試儀開始。為了進一步隔離問題，使用抖動分析儀或示波器進行額外測試。除了量化抖動之外，測量還應幫助設計者調查問題的根本原因和根源，以有效消除抖動。

數據速率(千兆比特/秒)

圖2

  在抖動測量之前，我們必須首先了解溫補晶振抖動的類型及其來源。抖動分為兩大類:確定性抖動(Dj )和隨機抖動( Rj)。此外，Dj被分為周期性抖動( Pj )和數據相關抖動(DDj)，后者由占空比失真(DCD)和符號間干擾(ISI)組成。所有單獨抖動分量的積分導致總抖動(Tj)。它包括所有確定性和隨機成分的貢獻(見下圖)。

圖3

  確定性抖動( Dj )有特定的原因，并且是可預測的和一致的。它有一個總是有界的非高斯振幅分布，這可以用它的峰峰值來表征。它來自系統源，如串擾、符號間干擾- ISI - (反射)和電源饋通(EMI)。

  周期性抖動是交叉耦合或EMI (交流電源線、射頻信號源等)導致的周期性抖動。)來自開關電源。后者被稱為不相關的周期性抖動，耦合到數據或系統時鐘信號中。相關的周期性石英晶振抖動是來自相同頻率的時鐘的相鄰數據信號的耦合。它由測量的頻率和幅度指定為峰對峰數。

圖4

  pj可以用示波器量化。在時鐘的上升沿激活，并在顯示器上移動，直到時鐘的另一上升沿被顯示。Pj是示波器上顯示的上升沿的波段。

圖5