本發(fā)明涉及一種時鐘相位抖動測量方法，屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

通信系統(tǒng)速率不斷提高，時鐘質(zhì)量成為影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。時鐘的短期不穩(wěn)定，即抖動，是衡量時鐘質(zhì)量的關(guān)鍵指標。時鐘抖動的大小和分布直接影響著串行通信的誤碼率，也決定了高速數(shù)據(jù)的信噪比。對時鐘抖動的精確測量有助于識別抖動根源，以便在系統(tǒng)設計中優(yōu)化抖動特性。

目前測量時鐘抖動的方法主要有直接測量法和間接測量法兩類。所謂直接測量法是指通過直接測量時鐘的各個周期大小來測試時鐘抖動，一般通過高速示波器等專門的測量儀器，直接抓取多個周期時鐘邊沿的抖動幅度而后平均，其測試方法簡單但通過示波器靠肉眼觀察的測試方法往往導致誤差較大，且高速測試儀器價格昂貴。間接測量法通常是通過測試時鐘相位噪聲頻譜，而后對頻譜能量進行積分，得到時鐘相位的時域抖動指標。該方法在測量時需要采集多個頻點的頻譜噪聲同時需要精確的曲線擬合以保證測試精度，測試步驟多、計算繁鎖，曲線擬合過程易引入誤差。而已有的通過ADC測量時鐘相位抖動的相干測量法，同樣需要采集一組信號頻點，且被采集信號頻率需要與被測時鐘頻率相干，增加了測試難度，最重要的是該方法的測試精度在很大程度上依賴于測試設備中ADC模塊的性能，故測試精度可控性不強、不適宜大范圍推廣應用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題：為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種基于雙頻點噪底能量分析的時鐘相位抖動測量方法，從時鐘抖動與采樣信號噪底能量的關(guān)系出發(fā)，利用不同頻點噪底能量對時鐘抖動的敏感度不同的特點，剝離出噪聲的時鐘影響量，在保證測量精度的基礎上簡化了測試過程，同時該方法對ADC自身性能的依賴性不高，測試精度穩(wěn)定。

本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案：一種基于雙頻點噪底能量分析的時鐘相位抖動測量方法，包括步驟如下：

(1)利用信號發(fā)生器產(chǎn)生單頻點正弦波信號經(jīng)帶通濾波器濾波后，作為低頻點信號；

(2)以待測試時鐘作為轉(zhuǎn)換時鐘，對所述低頻點信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換并對轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號進行頻譜分析，計算該信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的信噪比SNR₁；

(3)計算模數(shù)轉(zhuǎn)換的等效幅度噪聲其中，N是模數(shù)轉(zhuǎn)換位數(shù)；

(4)信號發(fā)生器再次與所述低頻點信號幅度一直，頻率增大的單頻點正弦波信號，經(jīng)帶通濾波器濾波后，作為高頻點信號；

(5)以待測試時鐘作為轉(zhuǎn)換時鐘，對所述高頻點信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換并對得到的數(shù)字信號進行頻譜分析，計算該信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的信噪比SNR₂；

(6)計算獲得初步的時鐘相位抖動t_a：

其中，f是高頻點信號的頻率；

(7)對步驟(6)中的時鐘抖動進行誤差修正，進而得到時鐘相位抖動的最終測量值t_Jitter，其中t_aJ是模數(shù)轉(zhuǎn)換固有的孔徑抖動。

所述步驟(1)中信號發(fā)生器產(chǎn)生的單頻點正弦波信號頻率低于1MHz、幅度小于模數(shù)轉(zhuǎn)換時滿量程幅度1dBm。

所述步驟(1)中的低頻點信號的頻率f_in滿足-20log(2πf_int_a')<N·6.02+1.76，其中，t_a'是被測時鐘的相位抖動的預估上限值。

所述步驟(4)中信號發(fā)生器產(chǎn)生的單頻點正弦波信號頻率大于100MHz。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：

(1)本發(fā)明從時鐘抖動與采樣信號噪底能量的關(guān)系出發(fā)，利用不同頻點噪底能量對時鐘抖動的敏感度不同的特點，提出了采用雙頻點ADC采樣、分析底噪能量剝離時鐘抖動影響從而間接測試時鐘性能的方法，該方法不需要專門的抖動測試儀器、采樣頻點較少、計算簡潔、便于工程應用；

(2)本發(fā)明與已有利用ADC模塊的相干測量法等方法不同，本發(fā)明的測量方法中的不要求被測時鐘與ADC輸入信號頻率的相干性，降低了測試難度，且通過同一ADC模塊采用不同頻點噪底剝離的方式，使測試設備中ADC模塊自身的噪聲及精度幾乎不影響測試結(jié)果，降低了對ADC模塊性能的依賴性，測試精度穩(wěn)定，具有很好的通用性；

(3)本發(fā)明為適應高精度的時鐘抖動測試需求，對ADC模塊的時鐘抖動噪聲構(gòu)成進一步分析，提出了可靠的結(jié)論，在最終結(jié)果中除去ADC模塊的自身不確定抖動，優(yōu)化測試精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明測量時鐘相位抖動的簡化原理框圖；

圖2為本發(fā)明的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做進一步介紹。

如圖1、圖2所示，為測量時鐘相位抖動的簡化原理框圖。本發(fā)明提供了一種基于雙頻點噪底能量分析的時鐘相位抖動測量方法，ADC轉(zhuǎn)換模塊采用TI公司ADC12D800，具體步驟如下：

(1)信號發(fā)生器產(chǎn)生頻率低至1MHz、幅度為1.5dBm的單頻點正弦波信號，經(jīng)帶通濾波器濾波后，作為低頻點信號輸入后端ADC12D800，ADC模塊轉(zhuǎn)換位數(shù)為12位；步驟(1)中的低頻點信號的頻率f_in滿足-20log(2πf_int_a')<N·6.02+1.76，其中，t_a'是被測時鐘的相位抖動的預估上限值。

(2)以鎖相環(huán)產(chǎn)生待測試時鐘，接入ADC12D800的轉(zhuǎn)換時鐘接口，對步驟(1)中所述的單頻點正弦波信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；

(3)對步驟(2)中轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字單頻點正弦波信號采用Matlab程序進行頻譜分析，計算該信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的信噪比SNR₁；

(4)通過公式計算出所采用ADC12D800的等效幅度噪聲ε，其中SNR₁是步驟(3)中測得的信噪比，N為12；

(5)采用步驟(1)中的信號發(fā)生器不變，產(chǎn)生幅度為1.5dBm，頻率為120MHz的單頻點正弦波信號，經(jīng)帶通濾波器濾波后，作為高頻點信號輸入后端ADC12D800；

(6)以待測試時鐘作為ADC12D800的轉(zhuǎn)換時鐘，對步驟(5)中的單頻點正弦波信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；

(7)對步驟(6)中轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字單載波信號采用Matlab程序進行頻譜分析，計算該信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的信噪比SNR₂；

(8)將步驟(4)中計算得到的復合幅度噪聲ε、步驟(7)中的測試得到的第二頻點信號信噪比帶入公式得到初步的時鐘相位抖動t_a，其中SNR₂是步驟(7)中測得的信噪比，f為120MHz，N為12；

(9)對步驟(8)中的時鐘抖動t_a進行修正，得到時鐘相位抖動的最終測量值t_Jitter，其中t_aJ是ADC12D800的孔徑抖動。

本發(fā)明說明書未詳細說明部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。