时钟分频测量技术：抖动与相位噪声分析

"完美的时序：用抖动与相位噪声测量做时钟分频" 本文主要探讨了在测量超低抖动的时序设备时如何确保测量数据的准确性，以及如何利用不同类型的测试设备对较高频率的压控振荡器（VCO）时钟信号进行分频处理。在进行时序测量时，工程师面临的挑战之一是区分DUT（待测设备）和测试设备之间的抖动来源。为了扩展测试设备的能力，文章提出了一些实用的技术和策略。 在时序测量领域，现代设备主要分为两类：时域设备和频域设备。时域设备，如高速数字示波器，具有高单次采样带宽，能够捕获瞬态抖动事件。而频域设备，包括频谱分析仪和相位噪声分析仪，通过对信号的频谱分析来评估抖动。虽然两者方法不同，但都关注同一现象——时钟信号的稳定性。 抖动是一个关键的参数，用于衡量时钟信号的精度。其中，逐周期峰值抖动关注的是在一定数量的连续周期内，相邻周期间最大频率差异，常用于限制锁相环（PLL）中的瞬态变化，以保持其锁定状态。另一方面，峰峰周期抖动测量的是在观测窗口内所有时钟周期的最大和最小周期之差，这对于确保数字系统的触发器建立时间和保持时间至关重要。 时间间隔误差（TIE）或相位抖动，则关注所有时钟周期相对于理想时间间隔的累积偏差，它是评估时钟质量的重要指标。在进行高精度测量时，尤其是在涉及分频操作时，精确理解这些参数至关重要，因为分频会放大原始信号的抖动。 对于VCO时钟信号的分频，通常需要设计合适的分频器来降低频率并同时保持信号质量。这涉及到选择适当的分频系数，以及考虑如何最小化由分频引入的额外抖动。此外，分频过程可能还会暴露出DUT的隐藏抖动源，因此在测试过程中，需要特别注意测量技术的选择和优化。 文章提供了一个全面的视角，涵盖了时序测量的关键概念和技术，包括抖动类型、测量设备的选择以及分频对测量的影响。对于从事时钟系统设计和测试的工程师来说，这些知识和技巧都是必不可少的工具，有助于他们在实际工作中提高测量精度和设备性能。