关于高速系统的相位噪声和抖动您需要了解什么
系统变得越来越快。
他们必须。
宽带互联网用户的快速增长以及高带宽应用程序的使用不断增加，对数据中心提出了更多的要求。蓬勃发展的自动驾驶汽车行业需要高速车载网络。这些只是不断增加的数据吞吐量要求的几个示例。
为什么相位噪声和抖动规格很重要
时序在这些高速系统中起着至关重要的作用，相位噪声和抖动（其时域对应项）是关键的振荡器规格。相位噪声和抖动对系统性能有直接影响，影响串行数据系统中的误码率（BER）等参数。无线和 GPS 应用对近距离相位噪声（ 10 kHz 偏移）有严格的要求，而串行通信应用（如下表所示）则对 RMS 相位抖动有规范。
注 1：SONET 不区分 DJ（确定性抖动）和 RJ（随机抖动）。假设所有抖动都是 RJ。
该表显示了几种高速串行数据通信协议及其线路速率和典型参考时钟频率。还显示了 SiTime MEMS 振荡器在标准集成范围内的系统抖动预算和集成相位抖动。这些系统抖动预算数字和集成范围基于以太网 IEEE 802.3 等管理标准。管理标准中指定的参考时钟抖动通常是一个指导方针。根据经验，时钟分配的总系统抖动预算的 1/3 到 1/5。然而，交换机/PHY芯片供应商设置了时钟抖动的最终参数。
SiTime MEMS 振荡器的抖动性能在过去 10 年中得到了显着改善，实现了强大的定时解决方案，在抖动预算内提供了充足的余量。例如，100GbE（如上表所示）的实现是 4 个 25.78125 Gb/秒数据传输通道或通道，总带宽为 103.125 Gb/秒。系统抖动预算为 0.2 ps RMS。 Elite Platform™ SiT936x 振荡器以 0.061 ps 的抖动支持该应用，该抖动在 10 MHz 至 40 MHz 的集成范围内明显低于系统预算。
SiTime 的 Elite 平台振荡器
SiTime 的 Elite Platform 振荡器将 DualMEMS™ 谐振器与高度优化的压控振荡器 (VCO) 和低噪声、高分辨率 TDC 相结合，以实现这种相位噪声性能。下图显示了 Elite Platform SiT9356 振荡器的测量数据，其集成相位抖动 (IPJ) 仅 233 飞秒 (fs) RMS ，集成范围为 12 kHz 至 20 MHz 。
Elite Platform 振荡器的集成相位抖动 (IPJ) 明显低于高速串行数据通信应用的系统预算。此外，Elite 振荡器的性能在暴露于常见环境压力源（例如冲击、振动、快速温度瞬变和噪声电源）的无线和串行数据系统中得以保持。不受这些现实条件的影响可以提高性能并消除通信链路的丢失。
下图显示了MEMS SiT9365 振荡器在受到振动时与同类最佳石英振荡器相比的相位噪声。 15 Hz 至 2 kHz 频段内的随机振动幅度为 7.5 g 均方根 (RMS)。
SiT9365 振荡器在此振动频段内的相位噪声降低了约 10 倍。这对于部署在火车站、地铁站、机场和许多其他遭受振动的地点附近的通信系统来说是一个显着的好处。
嘈杂的电源可能是高速系统中另一个抖动源。电源上的噪声通常耦合到输出，这会显着降低性能。下图显示了以 ps/mV 为单位测量的几种差分振荡器的电源噪声灵敏度。数字越低意味着性能越好。在此测试中，50mV 正弦波交流耦合到电压电源引脚，并在时钟输出处测量该 50mV 正弦波产生的抖动。
SiT9365 振荡器的性能比其他石英器件好两到三倍。为了过滤电源噪声，SiTime 振荡器在芯片上集成了多个电源稳压器，并具有多达两级的电压调节。
还有什么信息？
下载我们的技术论文，了解 Elite Platform 架构DualMEMS 温度传感技术。或者阅读我们的应用笔记时钟抖动定义和测量方法 有关高速系统中遇到的常见抖动类型的信息以及有关如何最好地测量抖动的指南。