Джитер

Джίтер (англ. jitter - тремтіння) - небажані фазові та/або частотні випадкові спотворення під час передачі сигналу. Виникають внаслідок нестабільності тактового генератора, змін параметрів лінії передачі в часі і різної швидкості поширення частотних складових одного і того ж сигналу.

У цифрових системах проявляється у вигляді випадкових швидких (з частотою 10 Гц і більше) змін місця розташування фронтів цифрового сигналу в часі, що призводить до розсинхронізації і, як наслідок, спотворення переданої інформації. Наприклад, якщо фронт має малу крутизну або «відстав» за часом, то цифровий сигнал наче запізнюється, зсувається щодо значущого моменту часу - моменту часу, в який відбувається оцінка сигналу.

Джітер є однією з основних проблем під час проектування пристроїв цифрової електроніки, зокрема, цифрових інтерфейсів. Недостатньо акуратний розрахунок джітера може привести до його накопичення під час проходження цифрового сигналу по тракту і, в кінцевому рахунку, до непрацездатності пристрою.

Оцінка джітера

Точка перетину нуля фронту реального сигналу для різних імпульсів розрізняється за часом.

Складова джітера може бути залучена з тактового або самотактованого цифрового сигналу і проаналізована окремо. Серед найбільш корисних шляхів вивчення впливу джітера є дослідження частотної характеристики і виявлення головних частотних компонентів джітера.

При невеликій кількості джітера, фронт меандра зміщується назад або вперед на невелику величину за часом. При збільшенні джітера, зміщення досягають великих величин.

Амплітудою джітера називають величину зміщення за часом і вимірюють в одиницях часу : або в долях секунди (наносекунди, пікосекунди), або в інтервальних одиницях (UI, unit interval). Для тих хто стикається з вимірюваннями джітера вперше, написи по осях графіка можуть збити з пантелику - часто і по вертикальній, і горизонтальної осі відкладено час.

Частотою джітера називають частоту, з якою відбувається фазовий зсув. Також як у випадку накладення шуму чи завади, сигнал що привноситься джітером може бути чистою синусоїдою, складним коливанням або повністю випадковим процесом[1].

Для оцінки джітера в пристроях цифрової обробки сигналів застосовують тестовий, зокрема, гармонійний сигнал, джерело якого може бути синхронним з генератором тактових імпульсів АЦП (ЦАП) або асинхронним[2].

Інтервальна одиниця (UI)

Інтервальною одиницею (UI, unit interval) називають відрізок часу, обернено пропорційний частоті проходження даних. Цей термін часто використовується при дослідженнях джітера. UI визначається як мінімальний номінальний часовий інтервал в обраній схемі кодування. Для сигналу в стандарті AES3 при передачі даних частотою 48 кГц містяться: 32 біта в субфреймі і 64 біта у фреймі, що дає 128 імпульсів на фрейм після застосування для кодування двофазної модуляції. У цьому випадку:

1 UI / (128 * 48000) = 163 нс

Джітер при семплінгу

Джітер може впливати на цифровий сигнал у двох широких областях : у процесі перетворення аналогового сигналу в цифрову форму його представлення за допомогою АЦП або у зворотному напрямку - за допомогою ЦАП, а також при передачі у цифровому вигляді.

Джітером дискретизації або джітером семплінгу (sampling jitter) називають помилки вибору моментів часу квантування в процесі оцифровки сигналів в АЦП, при перетворенні цифрового сигналу в аналоговий вигляд в ЦАП або в перетворювачах частоти дискретизації (SRC). Велике значення джітера в перерахованих випадках може призвести до чутного погіршення якості сигналу. В цифрових антенних решітках джітер призводить до похибок виміру напрямків приходу сигналів та зниження завадозахищеності.[3][4][5]

Інтерфейсний джітер

На відміну від поступового погіршення звуку при збільшенні джітера семплінгу, велике значення інтерфейсного джітера при передачі звукових даних може призвести до втрати цілісності даних. Так що стає важливим контролювати значення джітера при передачі даних. Джітер цифрових звукових інтерфейсів повинен знаходитися в певних допусках, щоб його можна було компенсувати на приймальній стороні.

Боротьба з джітером

При проектуванні цифрових пристроїв слід максимально використовувати передачу сигналу з регістра на регістр. Це дозволяє застосувати прості методи розрахунку передач цифрових сигналів (часові діаграми).

У цифровому звукозаписі слід використовувати високоякісні кварцові генератори з джерелами живлення, які мають малі пульсації і шуми. Застосування повністю цифрових студій також дозволяє звести вплив джітера до мінімуму. Такою студією може бути і персональний комп'ютер зі звуковою платою, що має хороший АЦП, в разі зберігання, редагування та відтворення звуку тільки в цифровому вигляді.

В області телекомунікацій з джітером і його наслідками борються за допомогою буферної пам'яті, пристроїв ФАПЧ, застосуванням спеціальних лінійних кодів, створенням виділених мереж тактової синхронізації.

Див. також

Примітки
  1. Джиттер. Теория. Часть 1
  2. Бондаренко М.В., Слюсар В.И. Методы оценивания джиттера АЦП в некогерентных системах.//Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. – 2011. - Том №54, № 10. – C. 19 - 28. .
  3. Слюсар, В.И. (1998). Влияние нестабильности такта АЦП на угловую точность линейной цифровой антенной решетки.. Известия вузов. Сер. Радиоэлектроника.- 1998. - Том 41, № 6. с. C. 77 – 80.
  4. Бондаренко М.В., Слюсар В.И. Влияние джиттера АЦП на точность пеленгации цифровыми антенными решетками.// Известия вузов. Сер. Радиоэлектроника. – 2011. - № 8. – C. 41 - 49. - .
  5. Bondarenko M.V., Slyusar V.I. Limiting depth of jammer's suppression in a digital antenna array in conditions of ADC jitter.// 5th International Scientific Conference on Defensive Technologies, OTEH 2012. - 18 - 19 September, 2012. - Belgrade, Serbia. - Pp. 495 - 497. .
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.