Comparaison de mesures de gigue dans les domaines temporel et fréquentiel

Lorsqu'il s'agit d'analyser la robustesse des systèmes de transmission de données, la gigue constitue un indicateur clé. Pour distinguer les artéfacts à déplacement rapide des artéfacts lents, on recommande l'utilisation d'instruments de mesure de gigue dans les domaines à la fois temporel et fréquentiel.

Votre tâche

Votre tâche consiste à mesurer une gigue en haute sensibilité. La présence d'une gigue aléatoire dans le domaine temporel étale le signal dans le domaine fréquentiel, et peut être interprétée comme un bruit de phase ou une modulation de phase non désirée. Un bruit de phase dans le domaine fréquentiel se mesure avec une sensibilité supérieure à celle d'une gigue présente dans le domaine temporel. À ce titre, l'analyseur de bruit de phase R&S®FSWP offre une sensibilité incomparable en termes de mesure de gigue, tandis que l'oscilloscope numérique R&S®RTO est en mesure de détecter la gigue de rayonnements non essentiels dynamiques, notamment ceux qui se déplacent dans le domaine temporel, ou encore les transitoires.

Comparaison des résultats de mesure du R&S®RTO et du R&S®FSWP

Pour la comparaison, nous utilisons un signal à 1 GHz avec une modulation FM à 1 MHz et un bruit additionnel avec largeur de bande de 0 Hz à 4 MHz. Pour une mesure comparable, nous optons pour une erreur d'intervalle de temps (TIE, Time Interval Error) côté R&S®RTO, car les deux instruments suivent l'oscillateur. Toutefois, les deux analyseurs présentent des différences du fait de principes de mesure distincts. Le R&S®FSWP intègre plusieurs cycles du signal.

Là où le R&S®FSWP constitue l'outil idéal pour mesurer les gigues aléatoire (RJ, Random Jitter) et périodique (PJ, Periodic Jitter), le R&S®RTO peut, en outre, détecter une distorsion du cycle opératoire et une gigue fonction des données.

Caractéristiques des R&S®FSWP et R&S®RTO pour la mesure de gigue
R&S®FSWP R&S®RTO
Sensibilité ≤ 5 fs 600 fs (bruit plancher de gigue)

Détection de signaux dynamiques
-
détection avec la fonction de suivi

Fréquence d'entrée mesurable maximale
jusqu'à 50 GHz jusqu'à 6 GHz
Crénelage non oui

Mesure proche de la porteuse
0,01 Hz
Restreinte par la durée d'enregistrement maximale

La partie supérieure de la figure 1 présente la forme d'onde de mesure du R&S®RTO sous forme d'une fonction de suivi (TIE sur temps). Le diagramme du centre présente la FFT de la fonction de suivi. La FFT affiche le spectre de gigue avec la PJ. La zone sous la courbe correspond à la gigue totale (TJ, Total Jitter) du signal. Les résultats sont présentés en dBps. La partie inférieure présente l'histogramme de la mesure TIE.

La figure 2 présente les résultats de mesure du R&S®FSWP exprimés en dBc/Hz. Le R&S®FSWP calcule également la PJ de chaque rayonnement non essentiel, la PJ totale et la RJ du spectre de bruit de phase en ps.

Pour permettre la comparaison des résultats, les unités des deux mesures sont converties en ps. En outre, la gigue aléatoire (RJ) du R&S®RTO et la gigue totale (TJ) R&S®FSWP sont calculées au moyen de l'équation suivante :

TJ2 = RJ2 + PJ2

Le tableau suivant présente les mesures distinctes ainsi que les différences. Les résultats du R&S®RTO et du R&S®FSWP sont pratiquement identiques. Les deux appareils détectent la PJ aux mêmes fréquences, et leurs valeurs varient de moins de 0,5 ps. La différence entre les valeurs RJ et TJ détectées est inférieure à 0,5 ps. Cette correspondance précise prouve le caractère comparable des deux instruments.

Résultats de mesure du R&S®RTO2044 et du R&S®FSWP
Fréquence R&S®RTO2044 R&S®FSWP Différence

Gigue périodique
1,0 MHz 4,64 ps 4,63 ps 0,01 ps

Gigue aléatoire

(moyenne)
7,34 ps 7,44 ps 0,10 ps

Gigue totale
(moyenne)
8,68 ps 8,76 ps 0,08 ps

Conclusion

L'oscilloscope numérique R&S®RTO et l'analyseur de bruit de phase R&S®FSWP mesurent les signaux de gigue (TIE) de manière précise et comparable ; le R&S®RTO dans le domaine temporel et le R&S®FSWP dans le domaine fréquentiel. Le R&S®RTO affiche une capacité accrue avec davantage de résultats complémentaires, tels que la gigue de cycle opératoire ou liée aux données, ainsi que l'analyse des signaux transitoires rapides à une sensibilité restreinte. Le R&S®FSWP, quant à lui, facilite la séparation des gigues périodique et aléatoire à un niveau de sensibilité incomparable de quelques fs. Les R&S®RTO et R&S®FSWP se complètent efficacement l'un l'autre et constituent une solution idéale pour les mesures de gigue.

Résultats de mesure de l'oscilloscope numérique RTO2044
Fig. 1 : Résultats de mesure de l'oscilloscope numérique R&S®RTO2044
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Résultats de mesure de l'analyseur de bruit de phase FSWP
Fig. 2 : Résultats de mesure de l'analyseur de bruit de phase R&S®FSWP
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