시간 및 주파수 도메인에서 지터 측정 비교

데이터 전송 시스템의 견고성을 분석할 때에는 지터가 핵심 지표입니다. 빠르거나 느리게 움직이는 아티팩트를 구분하기 위해서는 시간 및 주파수 도메인에 대해 지터 측정 기기를 사용하는 것이 좋습니다.

목표

고감도 지터를 측정해야 합니다. 시간 도메인의 랜덤 지터는 주파수 도메인에서 신호를 확산하며, 이는 의도치 않은 위상 변조 또는 위상 노이즈로 해석할 수 있습니다. 주파수 도메인의 위상 노이즈는 R&S®FSWP Phase Noise Analyzer를 사용하여 지터보다 높은 감도로 측정할 수 있으므로 지터 측정 측면에서 최고의 감도를 제공하는 반면, R&S®RTO Digital Oscilloscope는 다이내믹 스퍼의 지터(예: 과도 현상 또는 시간 도메인에서 움직이는 스퍼)를 탐지할 수 있습니다.

R&S®RTO 및 R&S®FSWP 측정 결과 비교

비교를 위해 1 MHz에서의 FM 변조 및 0 Hz ~ 4 MHz 대역폭의 가산 노이즈가 있는 1 GHz 신호를 사용합니다. 두 기기 모두 오실레이터를 추적하므로 비교 가능한 측정을 위해 R&S®RTO의 TIE(Time Interval Error)를 선택하였습니다. 하지만 기기의 측정 방법이 다르므로 두 분석기 사이에는 차이점이 있습니다. R&S®FSWP는 신호의 여러 주기를 통합합니다.

R&S®FSWP는 RJ(Random Jitter) 및 PJ(Periodic Jitter)를 측정하는 데 가장 적합한 반면 R&S®RTO는 듀티 사이클 왜곡 및 데이터 종속적 지터만 탐지할 수 있습니다.

지터 측정을 위한 R&S®FSWP 및 R&S®RTO
R&S®FSWP R&S®RTO
감도 ≤ 5 fs 600 fs (지터 노이즈 플로어)

동적 신호 탐지
-
트랙 함수로 탐지

측정 가능한 최대 입력 주파수
최대 50 GHz 최대 6 GHz
에일리어싱 no

캐리어 인접 측정
0.01 Hz
최대 기록 길이로 제한

그림 1의 상단은 R&S®RTO 측정 파형을 트랙 함수로 표시한 것입니다(TIE 대 시간). 가운데 다이어그램은 트랙 함수의 FFT를 나타냅니다. FFT에는 PJ를 포함한 지터 스펙트럼이 표시되어 있습니다. 곡선 아래 면적은 신호의 TJ(Total Jitter, 총 지터)에 해당합니다. 결과는 dBps 단위로 표시됩니다. 하단에는 TIE 측정의 히스토그램이 표시되어 있습니다.

그림 2에서 R&S®FSWP 측정 결과는 dBc/Hz 단위로 표시되어 있습니다. R&S®FSWP는 또한 각 스퍼의 PJ, 총 PJ, 위상 노이즈 스펙트럼의 RJ를 ps 단위로 계산합니다.

결과를 비교하기 위해 두 측정값이 ps로 변환되었습니다. 또한 다음 방정식을 사용하여 R&S®RTO의 랜덤 지터 및 R&S®FSWP의 총 지터가 계산되었습니다.

TJ2 = RJ2 + PJ2

다음 표에는 개별 측정과 차이가 나와 있습니다. R&S®RTO 및 R&S®FSWP의 결과는 거의 동일합니다. 두 기기는 동일한 주파수에서 PJ를 탐지하며, 각 값의 차이는 0.5 ps 미만입니다. 탐지된 RJ 값과 TJ 값의 차이는 0.5 ps보다 작습니다. 이와 같은 유사성은 두 기기가 호환됨을 증명합니다.

R&S®RTO2044 및 R&S®FSWP의 측정 결과
주파수 R&S®RTO2044 R&S®FSWP 차이

주기적
지터
1.0 MHz 4.64 ps 4.63 ps 0.01 ps

랜덤
지터
(평균)
7.34 ps 7.44 ps 0.10 ps

총 지터
(평균)
8.68 ps 8.76 ps 0.08 ps

요약

R&S®RTO Digital Oscilloscope 및 R&S®FSWP Phase Noise Analyzer는 지터 신호(TIE)를 상대적으로 정밀하게 측정합니다. 즉, 시간 도메인에서는 R&S®RTO를 사용하며, 주파수 도메인에서는 R&S®FSWP를 사용합니다. R&S®RTO는 듀티 사이클 또는 데이터 종속적 지터, 제한적 감도에서의 빠른 이상 신호 분석과 같은 추가 결과를 포함하여 더 많은 기능을 제공합니다. R&S®FSWP는 몇 fs의 높은 감도에서 PJ(Periodic Jitter) 및 RJ(Random Jitter)를 손쉽게 분리합니다. R&S®RTO 및 R&S®FSWP는 서로를 보완하며, 지터 측정에 적합한 솔루션을 제시합니다.

RTO2044 Digital Oscilloscope 측정 결과
그림 1: R&S®RTO2044 Digital Oscilloscope 측정 결과
라이트박스 열기
FSWP Phase Noise Analyzer 측정 결과
그림 2: R&S®FSWP Phase Noise Analyzer 측정 결과
라이트박스 열기

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