Comparación de las mediciones de fluctuación de fase en el dominio de la frecuencia y el tiempo

Al analizar la robustez de los sistemas de transmisión de datos, el jitter es un indicador clave. Se recomienda utilizar instrumentos de medida de jitter para los dominios temporal y frecuencial con el fin de diferenciar entre artefactos de movimiento rápido y lento.

Su misión

Su misión es medir el jitter con alta sensibilidad. El jitter aleatorio en el dominio temporal propaga la señal en el dominio frecuencial y puede interpretarse como modulación de fase involuntaria o ruido de fase. El ruido de fase en el dominio frecuencial puede medirse con una sensibilidad más alta que el jitter en el dominio temporal con el analizador del ruido de fase R&S®FSWP, que proporciona una sensibilidad inmejorable en las mediciones de jitter, mientras que el osciloscopio digital R&S®RTO es capaz de detectar el jitter de emisiones espurias dinámicas, por ejemplo, emisiones espurias móviles o transitorias en el dominio temporal.

Comparación de los resultados de medición de R&S®RTO y R&S®FSWP

Para la comparación se utiliza una señal de 1 GHzcon un método de modulación de frecuencia a 1 MHzy ruido añadido con un ancho de banda de 0 Hza 4 MHz. Para una medición comparable, se elige el error de intervalo de tiempo (TIE) del R&S®RTO porque ambos instrumentos rastrean el oscilador. Sin embargo, ya que los conceptos de medición de los instrumentos son distintos, existen diferencias entre los dos analizadores. El R&S®FSWP integra varios ciclos de señal.

El R&S®FSWP es más adecuado para la medición del jitter aleatorio (RJ) y periódico (PJ), mientras que el R&S®RTO puede también detectar la distorsión del ciclo de trabajo y el jitter dependiente de los datos.

Características del R&S®FSWP y R&S®RTO para mediciones de jitter
R&S®FSWP R&S®RTO;
Sensibilidad ≤5 fs600 fs(ruido de fondo del jitter)

Detección de señales dinámicas
-
detección con la función de rastreo

Máx. frecuencia de entrada medible
hasta 50 GHz hasta 6 GHz
Desenlace no

Medición cerca de la portadora
0,01 Hz
limitada por la longitud máxima de registro

La parte superior de la figura 1 muestra las formas de onda medidas del R&S®RTO como una función de rastreo (TIE vs. tiempo). El diagrama del centro muestra la FFT de la función de rastreo. La FFT muestra el espectro del jitter con la PJ. El área bajo la curva corresponde al jitter total (TJ) de la señal. Los resultados se muestran en dBps. En la parte inferior, se muestra el histograma de la medición TIE.

En la figura 2, se muestran los resultados de medición del R&S®FSWP en dBc/Hz. El R&S®FSWP también calcula el PJ de cada emisión espuria, el PJ total y el RJ del espectro del ruido de fase en ps.

Para comparar los resultados, las unidades de ambas mediciones se convierten a ps. Además, el jitter aleatorio del R&S®RTO y el jitter total del R&S®FSWP se calculan mediante la siguiente ecuación:

TJ2= RJ2+ PJ2

La siguiente tabla muestra las mediciones individuales y las diferencias. El R&S®RTO y el R&S®FSWP son casi idénticos. Ambos detectan el PJ a las mismas frecuencias, y la diferencia en sus valores es inferior 0.5 ps. La diferencia entre los valores detectados de RJ y TJ es inferior 0.5 ps. Esta buena correspondencia demuestra la comparabilidad de los dos instrumentos.

Resultados de medición del R&S®RTO2044 y el R&S®FSWP
Frecuencia R&S®RTO2044 R&S®FSWP Diferencia

Periódica
jitter
1.0 MHz 4.64 ps 4.63 ps 0.01 ps

Aleatorio
jitter
(media)
7.34 ps 7.44 ps 0.10 ps

Jitter total
(media)
8.68 ps 8.76 ps 0.08 ps

Resumen

El osciloscopio digital R&S®RTO y el analizador de ruido de fase R&S®FSWP miden con precisión y de forma comparable las señales de jitter (TIE): el R&S®RTO en el dominio temporal, y el R&S®FSWP en el dominio frecuencial. El R&S®RTO ofrece más capacidad con resultados adicionales como el ciclo de trabajo o jitter dependiente de los datos y el análisis de señales transitorias rápidas con sensibilidad limitada. El R&S®FSWP ofrece una fácil separación del jitter periódico y del aleatorio a una sensibilidad inmejorable de unos pocos fs. El R&S®RTO y el R&S®FSWP se complementan bien y representan la solución ideal para mediciones de jitter.

Resultados de mediciones con el osciloscopio digital RTO2044
Fig. 1: Resultados de mediciones con el osciloscopio digital R&S®RTO2044
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Resultados de mediciones del analizador del ruido de fase FSWP
Fig. 2: Resultados de mediciones del analizador del ruido de fase R&S®FSWP
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