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标题: PLL cycle-to-cycle jitter loop-bandwidth [打印本页]

作者: 薛定谔的太极拳    时间: 2015-4-23 09:34
标题: PLL cycle-to-cycle jitter loop-bandwidth
现在有两个指标 1)frequency & jitter 50ppm 2)cycle-to-cycle jitter 100ps据jitter与phase noise之间的关系,也就要找寻找与PLL loop-bandwidth之间的关系?

请高手解答一下,如何建立这几者之间的关系吗?
期待一些前辈,给予解惑~~
作者: lwjee    时间: 2015-4-23 09:44
Jitter 50ppm是什么意思?Cycle-to-Cycle Jitter是高频jitter,和带宽没关系,主要是确定性jitter,DJ。和环路的非理想性直接相关。cycle-to-cycle jitter 100ps也太大了吧,频率多少?Phase noise 对应的是phase jitter。
作者: 薛定谔的太极拳    时间: 2015-4-23 09:48
回复 2# lwjee


   我在想 50ppm 这种应该指的是 长期jitter的结果,因为本身jitter的单位应该是ps;
是的 25MHz的reference clk,PLL 输出频率是500MHz
作者: 薛定谔的太极拳    时间: 2015-4-23 09:51
回复 2# lwjee


   另外一个思路,我根绝这个50ppm,是不是可以推导出 phasejitter为0.1ps思路:f=500MHz,50ppm 对应的是 (50/1000 000)*(1/500 000 000)=0.1ps
作者: lwjee    时间: 2015-4-23 09:53
回复 3# 薛定谔的太极拳


   50ppm说频率精度是可以的,说jitter我感觉也就cycle-to-cycle jitter可以这么小。500MHz RMS差不多2ps~6ps, 长时间的phase jitter会更大。50ppm是 -86db,reference spur都可能不止这么小。
作者: lwjee    时间: 2015-4-23 09:55
回复 4# 薛定谔的太极拳


   0.1ps的cycle2cycle Jitter还可以做。
作者: 薛定谔的太极拳    时间: 2015-4-23 09:58
回复 5# lwjee


  大神,这个500MHz 如何退出这个rms 2~5ps以及pase noise -86db
作者: lwjee    时间: 2015-4-23 10:01
回复 7# 薛定谔的太极拳


   不是phase noise, 50ppm就是-86dB啊。500MHz,RMSjitter 经验值,大约是0.5到1度,如果频率高了可能要大于1度。
作者: 薛定谔的太极拳    时间: 2015-4-23 10:01
回复 6# lwjee


   我想知道 这个推导之间的关系? 多谢指点另外一个是 phase jitter 能建立与我的pll的loop bandwidth之间的关系吗
因为从phase noise的分布来说,应该合理选择BW来这种带内和带外的噪声之间的关系
作者: 薛定谔的太极拳    时间: 2015-4-23 10:04
本帖最后由 薛定谔的太极拳 于 2015-4-23 10:07 编辑

回复 8# lwjee
20log(50/1000 000)~-86
作者: lwjee    时间: 2015-4-23 10:05
回复 9# 薛定谔的太极拳


   VCO 和其他的一些noise 源经过Loop 滤波,计算输出的phase noise 然后计算 RMS jitter。这个看看大论文吧,不好说。
作者: huangniuniu    时间: 2015-4-24 11:58
最近做PLL,需要讨论JITTER
作者: lgy747    时间: 2015-5-1 10:16
Jitter的3个单位:秒,UI,ppm,其中UI,ppm是相对周期T的比值,UI=秒/T,ppm=UI*10^6,不要搞出50ppm=-86db这样的东西。
另外,如果用秒(绝大部分人如此),应该同时指明载波频率(或周期T),光一个秒毫无意义,我怎么衡量你是好是坏,就如相位噪声如果用dbm,应该同时指明载波幅度一样。所以说,UI,dbc是更合适的单位,它的物理概念是非常清楚的。
作者: albert815    时间: 2015-5-1 11:29
回复 1# 薛定谔的太极拳

rms phase jitter是由phase noise integration得来的,取决于integration bandwidth(这个bandwidth不同于PLL的BW),常用的是从10KHz-20MHz,这个rms phase jitter指的是clock相对于理想clock的偏差。cycle to cycle jitter 没有具体的换算公式,但通常来说>一倍 peak to peak phase jitter , 小于两倍 peak to peak phase jitter, 因为cycle to cycle主要取决与高频的phase noise, 低频的phase noise 不会影响cycle to cycle phase noise. 话说回来,cycle to cycle jitter还是一个时域的测量,所以最好在时域里测。


frequency 50ppm关系到时钟的 accuracy, phase noise 看的则是stability,不完全一样但也有关联。close in phase noise基本也可以看做是accuracy deviation了。这个取决与你的PLL的reference clock, 一般来说crystal oscillator应该50ppm没有问题,当然还要考虑 temperature drift, time drift等等,一般crystal oscillator datasheet都有写。


你提到的PLL loop bandwidth会影响overall phase noise, 当然也影响总的jitter. 这个loop filter对于reference clock是low pass,对于VCO phase noise是high pass,所以过低的BW会导致VCO phase noise 过高,过高的BW又会是的reference clock的phase noise 过高(当然如果你的reference phase noise非常好除外)。一般来说这个BW会有一个最优点,过高或过低都会使overall phase noise 增加。


希望这些对你有帮助
作者: 薛定谔的太极拳    时间: 2015-5-5 13:06
回复 13# lgy747


  多谢,令我柳暗花明,非常感谢
作者: 薛定谔的太极拳    时间: 2015-5-5 13:08
回复 14# albert815


   多谢多谢
作者: 薛定谔的太极拳    时间: 2015-5-5 13:10
回复 13# lgy747


   多谢多谢
作者: lgy747    时间: 2015-5-9 00:23
14楼的问题是要澄清一下的
1)cycle to cycle jitter有具体的换算公式。我们称它Jcc,它是Jc的一阶差分,Jc又是Jee的一阶差分,Jee就是我们通常使用的在某段频带内对相位噪声积分的结果,因为Jcc是Jee的二阶差分,所以可以写出它的公式,详见下面文档

2)频率稳定度用ppm表示,和jitter的ppm完全是不同概念,是两码事。在晶体或晶振datasheet中,ppm指在给定温度范围内中心频率的变动范围,是频率漂移概念。绝大多数规格书都不会给出jitter指标
3)jitter不可直接时域测量(除非jitter大得离谱)。相位噪声一般都是很少的(积分值-40dbc以下),-40dbc对应的jitter(rms)为10^-2/2pi=0.0016=1600ppm,就是说,如果你的示波器屏幕有0.1米宽,同步在一个周期,你大概看到0.32mm的jitter抖动带,根本就测不出来。所以,实际测量应使用频谱仪,通过公式转换成时域,当然你是不用自己按计算器的,频谱仪已经即时计算显示出来了
作者: lgy747    时间: 2015-5-9 00:26
Jcc和loop-bandwidth没有任何关系,这是对楼主正题的回答。给定PLL闭环下的相位噪声功率谱密度曲线即积分曲线(计算出,仿真出,实测出),使用文档的公式计算Jcc,这时必须指定以下参数:积分上下限频率,载波频率,差分取样周期T,说到这里,楼主你应该明白Jcc和什么有关。
作者: albert815    时间: 2015-5-9 13:45
回复 18# lgy747
你提到的几点确实都很到位,我的那个回复有一些值得商榷的地方。继续补充你提到的几点

1. cycle to cycle jitter确实是有换算的公式没错,但是工业界真正用这个公式来算cycle to cycle jitter的非常少,一般很多phase noise to jitter conversion 工具都只给出rms phase jitter. 从cycle to cycle jitter角度来看clock signal的确没有必要,因为一般一个系统中dominate cycle to cycle jitter是很多其他因素,比方说data jitter/Transmitter jitter/

2. 工业界当中jitter一般都用UI(unit interval) 来表示


3. “jitter不可直接时域测量” 有歧义。你想说的可能是“clock jitter很难通过时域观测”, 因为通常来说太小。不要忘记现在最高端的频谱仪其实也是real time sampling然后FFT,归根到底是时域的采样


4. 你所说的正解“PLL loop filter bandwidth 和 cycle to cycle jitter 没有任何联系”是有道理的,道理在于cycle to cycle jitter只看high frequency jitter, > fc/2, 通常来说和VCO直接相关,而Loop filter BW通常是 fc/10 甚至 fc/20, 基本是影响不到high frequency jitter. 但是正如我前面提到的,cycle to cycle jitter对于clock来说重要性不及 rms phase jitter,这时就需要考虑 loop filter BW对总体Phase noise的影响了


作者: lgy747    时间: 2015-7-19 19:25
这里重申,jitter不可直接时域测量(除非jitter大得离谱)
对于GHz,几十GHz的时钟或载波更是如此,频谱仪不是时域仪器,不是“real time sampling然后FFT”,是直接扫频然后经过窄带滤波获得频谱,频谱是直接获得的,不是FFT,我建议坛友先理解频谱仪的工作原理,不要想当然地“real time sampling然后FFT”。频谱仪为什么能直接显示jitter值,这个值是间接得到的,频谱值是原始数据,通过软件积分,通过18楼附件的公式积分获得Jee,Jc和Jcc,因为频谱仪能分辨极低的功率谱密度,加上极大的动态范围,所以对高达GHz以上的载波,即使很低的jitter也能精确测出,这是任何示波器都做不到的。而安捷伦频谱仪我认为是全世界最好的了,它算不算工业界呢,cadence软件只需仿真出几个,十几个周期即给出Jee,Jc和Jcc,显然,它是通过公式计算的,18楼就是它自己的文档,它算不算工业界呢,
至于其他的几条我就不一一回了。
19楼我重新审视一遍,觉得已经说得很清楚了,无需修改
作者: zs1647    时间: 2016-8-29 11:34
回复 6# lwjee

请问一下,如何用tran 波形量cycle-cycle jitter
作者: lwjee    时间: 2016-8-29 16:51
回复 22# zs1647


    量周期,相邻两个周期的差就是。
作者: zs1647    时间: 2016-8-29 17:19
回复 23# lwjee


  是这样,我的想法是通过cadence自带的计算器计算cycle to cycle jitter,然后在于pnoise仿出来的JCC去比,至于你提到的计算方法我知道,但是如果这样计算的话,只能手动算,很麻烦。我想问的是如何通过cadence自带的计算器计算cycle to cycle jitter?
作者: lwjee    时间: 2016-8-29 17:29
回复 24# zs1647


    不知道
作者: zs1647    时间: 2016-8-29 17:41
回复 25# lwjee


   嗯嗯,thank you
作者: zs1647    时间: 2016-9-1 15:24
回复 14# albert815


   请问大神,如何在时域里面测Cycle to Cycle Jitter?  是否能通过cadence软件直接测出来?最近在这方面非常苦恼!
作者: teruyu    时间: 2017-7-10 16:47
不错的讨论, 收藏了。
作者: priestszpku    时间: 2018-7-24 13:14
收藏;先看论文,再来回头复习
作者: wowowo2017    时间: 2022-8-17 16:44


作者: nwpupind    时间: 2022-8-26 14:23
marking   ...........
作者: AnalogICrookie    时间: 2023-4-7 17:40
各位大神very nice,直接解开了我关于cadence中jee、jc、jcc的疑惑




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