簡析信號鏈基礎(chǔ)的時鐘抖動問題

引言

　　用于在更遠(yuǎn)距離對日益增長的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)囊恍?biāo)準(zhǔn)不斷出現(xiàn)。來自各行業(yè)的工程師們組成了各種委員會和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，根據(jù)其開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)（數(shù)據(jù)吞吐量和通信距離）確定抖動預(yù)算；同時還要考慮到組成通信鏈路的模塊的局限性。本文介紹時鐘抖動對高速鏈路性能的影響。我們將重點(diǎn)介紹抖動預(yù)算基礎(chǔ)。

圖1:通信鏈路—抖動組件

　　圖1顯示了集成有一個嵌入式時鐘的典型高速通信鏈路。每個子系統(tǒng)（時鐘、發(fā)送器、通道和接收機(jī)）都會對整體抖動預(yù)算的增加產(chǎn)生影響。子系統(tǒng)抖動包括一個決定性（DJ）組件和一個隨機(jī)組件（RJ），如圖1所示。為了實(shí)現(xiàn)可接受的通信效果，必須滿足下列條件：

　　1 方程式1

　　
其中：TJSYS是總抖動，而1UI為1個單位時間間隔（1比特時間）

　　總抖動（TJ）包括每個子系統(tǒng)決定性抖動和隨機(jī)抖動的和。由于隨機(jī)抖動自身的屬性，進(jìn)行這種求和時需要特別注意。隨機(jī)抖動呈現(xiàn)高斯（隨機(jī)）分布，并且無邊界。因此，隨機(jī)抖動可表示為一個RMS值，并且在規(guī)定測量/整合帶寬范圍內(nèi)對其進(jìn)行估算。例如，圖1所示接收機(jī)的抖動測量帶寬便為f2 - f1（參見圖 2）。這是因?yàn)榻邮諜C(jī)鎖相環(huán)路（PLL）追蹤 f1 以下的抖動（從而排斥它），而發(fā)射PLL的頻率上限為f2。從接收機(jī)的角度來看，使鏈路性能降低的隨機(jī)抖動降至這些限制之間。

　　圖 2高速通信鏈路—隨機(jī)抖動測量帶寬