时域和频域中的抖动测量比较

当您分析数据传输系统的稳健性时,抖动是一个关键指标。建议在时域和频域方面都使用抖动测量仪器,以区分快速和慢速移动伪影。

您的任务

您的任务是以高灵敏度测量抖动。时域中的随机抖动将信号扩展到频域中,并可被解释为无意的相位调制或相位噪声。相位噪声分析仪 R&S®FSWP 在抖动测量方面具有无与伦比的灵敏度,能够以高于时域抖动的灵敏度测量频域中的相位噪声,而数字示波器 R&S®RTO 则能够检测动态杂散的抖动(例如时域中的瞬态或移动杂散)。

R&S®RTO 和 R&S®FSWP 测量结果比较

为了进行比较,使用在 1 MHz 时具有 FM 调制和具有带宽为 0 Hz4 MHz 的加性噪声的 1 GHz 信号。对于可比较的测量,选择 R&S®RTO 的时间间隔误差 (TIE),因为两个仪器都跟踪振荡器。但是,由于仪器的测量原理不同,所以这两个分析仪之间存在差异。R&S®FSWP 集成了几个信号周期。

R&S®FSWP 最适合测量随机 (RJ) 和周期性抖动 (PJ),而 R&S®RTO 也可以检测占空比失真和数据相关抖动。

用于抖动测量的 R&S®FSWP 和 R&S®RTO 的特征
R&S®FSWP R&S®RTO
灵敏度 ≤ 5 fs600 fs(抖动噪声基底)

动态信号的检测
-
使用跟踪功能检测

可测量的最大输入频率
最高 50 GHz 最高 6 GHz
混叠

近载波测量
0.01 Hz
受最大记录长度的限制

图 1 的顶部将 R&S®RTO 测量波形显示为跟踪功能(TIE 与时间)。中间的图显示了跟踪功能的 FFT。FFT 显示 PJ 的抖动频谱。曲线下的区域对应于信号的总抖动 (TJ)。结果以 dBps 为单位显示。底部显示了 TIE 测量的柱状图。

在图 2 中,R&S®FSWP 测量结果以 dBc/Hz 为单位显示。R&S®FSWP 还计算每个杂散的 PJ、总 PJ 和相位噪声谱的 RJ,单位为 ps。

为了比较结果,将两个测量的单位都转换为 ps。此外,R&S®RTO 的随机抖动和 R&S®FSWP 的总抖动使用以下公式进行计算:

TJ2 = RJ2 + PJ2

下表显示了各个测量和差异。R&S®RTO 和 R&S®FSWP 结果几乎完全相同。它们以相同的频率检测 PJ,并且其值的差异小于 0.5 ps。检测到的 RJ 和 TJ 值之间的差异小于 0.5 ps。这种良好的一致性证明了这两种仪器具有可比性。

R&S®RTO2044 和 R&S®FSWP 的测量结果
频率 R&S®RTO2044 R&S®FSWP 差异

周期性
抖动
1.0 MHz 4.64 ps 4.63 ps 0.01 ps

随机
抖动
(平均值)
7.34 ps 7.44 ps 0.10 ps

总抖动
(平均值)
8.68 ps 8.76 ps 0.08 ps

摘要

R&S®RTO 数字示波器和 R&S®FSWP 相位噪声分析仪可以比较准确地测量抖动信号 (TIE),时域采用 R&S®RTO,频域采用 R&S®FSWP。R&S®RTO 提供了更多功能,可以获得占空比或数据相关抖动以及在有限灵敏度下进行快速瞬态信号分析等额外结果。R&S®FSWP 以无与伦比的灵敏度(几 fs)轻松地将周期性抖动和随机抖动分开。R&S®RTO 和 R&S®FSWP 相辅相成,是抖动测量的理想解决方案。

RTO2044 数字示波器测量结果
图 1:R&S®RTO2044 数字示波器测量结果
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FSWP 相位噪声分析仪测量结果
图 2:R&S®FSWP 相位噪声分析仪测量结果
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