ジッター 101. 知っておくべきこと。
私たちの世界はますますつながり、より多くのデータへの需要が高まっており、より高速なデータ通信速度が必要となっており、タイミング ジッターがシステム全体のタイミング バジェットの大部分を占めています。帯域幅の増加に対応するには、新世代のテクノロジーがジッターの影響を克服する必要があります。そのためには、ジッターの概念、さまざまな種類のジッター、その原因、および測定方法を理解することが重要です。
このブログでは、最も一般的な 3 つのタイプのジッターを定義し、より深く理解するための貴重なリソースを提供します。また、測定方法を学ぶためのヒントや、さまざまな種類のジッターを変換、推定、計算するための便利な計算ツールも提供します。
ジッターとは何ですか?
簡単に言えば、ジッターはタイミング イベントの変化です。これは、一連の信号エッジの理想値からの偏差です。ジッターを定義する方法は数多くありますが、エレクトロニクス業界が懸念しているジッターは少なくとも 9 種類あります。以下に、周期ジッター、サイクル間ジッター、タイムインターバルエラー (TIE) ジッターという 3 つの最も一般的なタイプのジッターについて説明します。業界には多数の規格があり、規格に応じてジッターの定義が若干異なることに注意してください。特定の規格内で作業している場合は、他の規格と同じ用語が使用されている場合でも、その規格でジッターがどのように定義されているかを理解する必要があります。
ジッターはさまざまな理由で発生する可能性があります。一般的な原因は次のとおりです。
- 熱雑音
- スイッチング電源などの外部ソースからのEMI
- クロストーク
- 非可逆媒体
- 電圧垂下とグランドバウンス
ジッターの一般的な原因
ジッターの基礎に関するオンデマンド コースに参加して、ジッターの原因とジッターの原因を最小限に抑えるためのヒントについて理解を深めてください。
周期ジッター
周期ジッターは非常に簡単に理解できます。 JEDEC 規格 JESD65B では、任意の 1 つの波形周期の平均値からの変動として定義されています。これは、ランダムに選択された多数のサイクルにわたる、理想的な周期に対するクロック信号のサイクル時間の偏差です。以下の波形の下に、周期ジッターの計算式を示します。
周期ジッターは、周期の平均値からの変動を測定します。
サイクルツーサイクル (C2C) ジッター
C2C ジッターは、JEDEC 規格 JESD65B で、隣接するサイクル ペアのランダム サンプルにわたる、隣接するサイクル間の信号のサイクル タイムの変動として定義されています。以下の波形の下に C2C ジッターの計算式を示します。 32 分間のジッターの基礎オンデマンド コースを受講して、C2C ジッターを計算する際の重要な注意点について詳しく学びましょう。
青色の矢印で強調表示されているサイクル間のジッターは、隣接する 2 つのサイクル間の変動を示しています。
ジッターのアプリケーションノート
クロック ジッターの定義と測定方法–このアプリケーション ノートでは、今日の高速システムで発生するさまざまなタイプのジッターと、リアルタイム オシロスコープを使用してジッターを測定するベスト プラクティスについて詳しく説明します。
ジッターを測定するためのリアルタイム オシロスコープのセットアップ方法–ジッターの測定に使用される最も一般的な機器の 1 つは、リアルタイム デジタル オシロスコープです。このアプリケーション ノートでは、最高のジッタ測定精度を得るためにオシロスコープをセットアップするためのガイドラインを提供します。
RMS ジッター測定からのオシロスコープ ノイズの除去–測定環境から信号に追加されるジッターのレベルが信号の固有ジッターに近づくか超える場合に、リアルタイム オシロスコープを使用してジッターを正確に測定する方法を学びます。
タイムインターバルエラー（TIE）ジッター
TIE ジッターは、基準波形エッジに対するエッジの変動です。これは、デジタル信号の重要なインスタンスの、時間上の理想的な位置からの短期的な変動です。 TIE は、3 つのタイプの中で最も複雑な形式のジッターです。 TIE を適切に解析するにはリファレンス波形が必要ですが、これが TIE ジッターをより複雑にする理由の 1 つです。
以下の波形の下に、TIE ジッターの計算式を示します。ジッターの基礎に関するオンデマンド コースに参加して、詳細について説明し、思考実験を行って TIE の計算方法についての洞察を構築します。
タイム インターバル エラー (TIE) ジッターは、基準エッジに対するエッジの変動です。
TIE ジッターのアプリケーション ノート
電気通信アプリケーションの TIE クレスト ファクターの計算– 一般に SONET、SDH、OTN などの標準を中心とするアプリケーションに対して電気通信業界で使用されている手順を使用してクレスト ファクターを計算する方法を学びます。
非通信アプリケーション向けの TIE クレスト ファクターの計算–このノートは、TIE クレスト ファクターを計算するための 2 つの一般的な方法を示し、ファイバー チャネル、PCI Express、イーサネットなどのさまざまな非通信規格を採用するアプリケーションを対象としています。
一般的な 3 種類のジッターを定義しましたが、特定の種類のジッターがデータシートに表示されるからといって、それがアプリケーションに適用されるわけではないことを認識することが重要です。必要なジッターのタイプを決定するのは、データシートではなくアプリケーションです。特定のタイプのインターフェイスでは、通常、そのインターフェイスにとって重要なジッターは 1 つまたは 2 つのタイプのみです。他のタイプのジッターは重要ではありません。したがって、データシートに記載されている内容に依存しないでください。代わりに、アプリケーションにとってどのタイプのジッタが重要であるかを理解してください。
弊社のジッターの基礎オンデマンド コースでは、以下にリストされているものを含め、どのアプリケーションでどのタイプのジッターが使用されているかについて詳しく説明します。そしてもっと重要なのは、その理由です。
- データコンバーター
- 同期ロジック
- フェーズ ロック ループ (PLL)
- パラレルバス
- シリアルバストランスミッター
- パラレルバスとシリアルバス
ジッターは複雑ですが重要なトピックです。今日の高速システムでは、それを理解し、測定する必要があります。以下は追加の学習リソースとツールです。アプリケーションのジッターについてさらに詳しく知りたい場合は、 SiTime にお問い合わせください。
ジッターに関する無料のオンデマンド コース
Timing Essentials Learning Hub は、理論の実践的な応用に焦点を当てたクラスを備え、タイミングが次の設計のパフォーマンスにどのような影響を与えるかについての深い理解を提供する、社会人向けに設計されています。
4分間のクリニック：
位相ノイズプロットの検査による主なジッター源の特定電子設計を改善するためにリソースをどこに費やすのが最適かを知りたいですか?位相ノイズ プロットを分析し、検査によって主なジッターの原因を理解する方法をご覧ください。
ジッター計算機
ジッター計算機–指定されたオフセット周波数範囲の位相ノイズを位相ジッター (rms) に変換します。位相ノイズ データをプロットし、結果を png、csv、または PDF ファイルとしてエクスポートします。
ジッター バジェット スプレッドシート計算ツール–各要素のランダムで決定的なジッター寄与を考慮して、複数の要素を直列に接続することにより、合計ジッターを推定します。あるいは、ジッタ目標から始めて、この目標を満たすように各要素のジッタを予算化します。
RMS 対アイ クロージャ ジッタ計算機–信号内の TIE ジッタ (ps rms 単位) のランダム成分による BER バスタブ プロットのアイ クロージャを計算します。あるいは、特定のアプリケーションの波高率を計算します。
RMS からピークツーピーク ジッターへの計算–指定された確率でジッター分布を評価し、ジッターの RMS 値をピークツーピーク値に変換します。確率を推定するための早見表も提供されます。
位相ノイズ スプレッドシート計算機–ジッター フィルター処理を含む、測定された位相ノイズ データから位相ジッターを計算します。さらに、これらの計算の背後にあるすべての数学を学びましょう。
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