Medição de jitter induzido pela fonte de alimentação e PSNR em osciladores e clocks de jitter baixo

Sua tarefa

Os sistemas modernos de rede de alta velocidade requerem osciladores e clock de jitter baixo (100 fs ou melhor). Os valores de jitter para tais componentes são normalmente especificados em uma faixa de integração entre 12 kHz e 20 MHz. Geralmente eles são medidos em condições ideais de trilho de potência. Mesmo que os trilhos de potência limpos forneçam o melhor valor de jitter, um dispositivo ainda deve fornecer o desempenho de jitter necessário na presença de distúrbios dos trilhos de potência no sistema geral. A rejeição de jitter induzida da fonte de alimentação para frequências de linha de energia, bem como frequências de comutação em conversores CC/CC e harmônicos, são normalmente medidos entre 50 Hz e alguns MHz. Para fins de teste, uma perturbação senoidal é gerada e sobreposta na tensão CC do trilho de potência na magnitude necessária. A linha de ruído de fase resultante (em dBm), em relação ao nível de tensão da perturbação do trilho de potência artificial (em dBm), é igual ao PSNR neste ponto de frequência. A medição é normalmente feita em vários pontos de frequência para analisar o PSNR ao longo da faixa de frequência mencionada acima.

Os analisadores de ruído de fase da Rohde & Schwarz têm uma sensibilidade incomparável, tornando-os o instrumento ideal para medir jitter e ruído de fase em dispositivos de baixo jitter. As medições de tensão de perturbação e geração de perturbação senoidal no trilho de potência podem ser facilmente realizadas usando um osciloscópio com um gerador de função integrado e uma sonda de trilho de potência dedicada.

A solução da Rohde & Schwarz

A medição de um jitter de clock ou oscilador e o desempenho PSNR normalmente envolve o seguinte:

• Medição da linha de base
  As medições de jitter e ruído de fase sem perturbação do trilho de potência são usadas para determinar o desempenho da linha de base do DUT em condições ideais (faixa de integração de jitter típica entre 12 kHz e 20 MHz)
• Medição de PSNR
  Injeção: perturbações senoidais são injetadas em vários pontos de frequência para identificar o jitter e o ruído de fase induzido pela fonte de alimentação (faixa de medição PSNR típica entre 50 Hz e 5 MHz)
  Cálculo: o PSNR é calculado em cada frequência de injeção como a razão do impulso de ruído de fase resultante (em dBm) para a tensão de perturbação aplicada ao trilho de potência (em dBm)

Medição de ruído de fase

O analisador de ruído de fase R&S®FSWP proporciona a sensibilidade de jitter e de ruído de fase líder do setor. Adicionar a opção R&S®FSWP-B60 ou R&S®FSWP-B61 melhora ainda mais a sensibilidade por meio da correlação cruzada. O indicador de ganho da correlação cruzada exibida mostra a contribuição do ruído de fase do instrumento e permite visualizar a margem em relação ao traço de ruído de fase medido. O R&S®FSWP pode ser configurado para medir o jitter do DUT dentro de uma faixa de integração definida pelo usuário. O exemplo mostra a faixa típica entre 12 kHz e 20 MHz para componentes de temporização em sistemas de comunicação de alta velocidade. A poderosa análise de impulso no analisador de ruído de fase descreve os impulsos que resultam da injeção de distúrbios senoidais do trilho de potência. O modo de retenção máx. do instrumento permite o escalonamento da frequência de perturbação injetada ao longo da faixa de frequência desejada. Os impulsos resultantes e seus valores de deslocamento, nível e jitter também são exibidos, possibilitando uma análise confortável dos resultados de PSNR.

Gerar e medir distúrbios senoidais

A opção R&S®RTO-B6 para o osciloscópio R&S®RTO2000 fornece um gerador de forma de onda interno com varredura, modulação, gerador de função e modos de configuração arbitrários. No exemplo, um sinal senoidal gerado a 3 kHz, 10 kHz, 30 kHz, 100 kHz e 300 kHz é aplicado ao trilho de potência do DUT usando um injetor de linha Picotest J2120A. A tensão real no trilho é medida com a sonda de trilho de potência R&S®RT-ZPR20. A saída do gerador de função é ajustada para criar a perturbação desejada de 10 mV RMS (–27 dBm) em cada ponto de frequência no trilho de potência. O R&S®RT-ZPR20 inclui um R&S®ProbeMeter integrado para medir com precisão a tensão do trilho de potência CC 3608619092. Graças à compensação de desvio da sonda do trilho de potência e ao baixo ruído inerente, mesmo os menores distúrbios podem ser medidos com precisão usando a resolução total do osciloscópio R&S®RTO2000.

O modo de alta definição opcional R&S®RTO-K17 aumenta a resolução em até 16 bits, melhorando ainda mais a precisão de medição.

Resumo

O R&S®FSWP e R&S®RTO2000 com o gerador de forma de onda interno R&S®RTO-B6 opcional fornecem uma configuração compacta para medir o jitter e o ruído de fase induzido da fonte de alimentação em osciladores e clocks de jitter baixo. A sonda do trilho de potência R&S®RT-ZPR20 e o modo de alta definição R&S®RTO-K17 fornecem medições altamente precisas de pequenos distúrbios do trilho de potência. Os valores de PSNR podem ser calculados a partir dos níveis de impulso no R&S®FSWP e do nível de tensão da perturbação do trilho de potência.