¿Qué causa el jitter? [cerrado]

El chip jitter puede surgir a través de varios mecanismos, pero abordaré solo los principales mecanismos que afectan a los chips digitales aquí ya que no define qué tipo de circuito.

Simplemente tomemos el caso de un inversor simple. Aquí hay uno de Wikipedia.

Cuandolaseñal"A" está oscilando (ya sea +ve have-have o vice versa, no importa) el inversor se puede ver como un amplificador de ganancia muy alta. En algún punto del swing, la salida comenzará a moverse y, con un cambio incremental muy pequeño en la entrada, la salida se moverá rápidamente. Esto significa que cualquier variación en la entrada se ampliará en la salida y se manifiesta como un cambio en la velocidad de giro o el tiempo en la transición o ambos. Esta variabilidad puede surgir debido al ruido en los transistores o al ruido en los rieles. Como cualquier movimiento en los rieles de voltaje (Vdd o Vss) se acopla directamente a la señal de salida a través del transistor. Lo que significa que la previsibilidad del transitorio de salida depende de que los rieles no tengan ninguna fluctuación de voltaje.

Hay muchos factores que pueden causar inestabilidad del reloj. Desactivando algunos de los ejemplos de la página de Altera, veré algunos de los grandes.

Hay muchos tipos diferentes de circuitos de osciladores ... así que abordaré los más comunes.

Hay un oscilador de cristal de cuarzo (XO) común, también hay osciladores de cristal controlado por voltaje (VCXO), VCXO de temperatura compensada (TCVXOs), bucle de bloqueo de fase (PLL) (que tiene un oscilador sintonizable) y bucles de retraso retardado (DLL), y osciladores controlados digitalmente (DCO) para nombrar algunos. No voy a entrar en osciladores menos confiables como un oscilador LC porque generalmente no se usan en nada, excepto en circuitos de muy baja velocidad e insensibles al tiempo.

• Temperatura: Esto afecta más al oscilador de cristal común, los cambios en la temperatura causan cambios diminutos en el tamaño y la forma del cristal, cambiando así su frecuencia. Para aplicaciones críticas, puede obtener TCVCXOs, aunque tienen un costo prohibitivo y un circuito PLL o DLL bien diseñado suele compensar bien la temperatura. Los PLL funcionan porque tienen un oscilador de frecuencia variable que tiene una retroalimentación para compensar los cambios en la desviación de frecuencia debido a la temperatura y el voltaje.

• Fuente de alimentación: Los cambios en el voltaje, especialmente el ruido en las líneas eléctricas, pueden causar vibraciones. El ruido de conmutación causado por la E / S de alta velocidad o alta unidad hace que la tensión cambie durante la conmutación, lo que puede acoplarse con el resto del sistema. A medida que cambia Vcc, los tiempos de propagación de los dispositivos cambian, lo que introduce fluctuaciones. Esto es especialmente importante en los osciladores controlados por voltaje porque, como su nombre lo indica, están controlados por voltaje y los cambios en la fuente de alimentación afectan directamente a su frecuencia, lo que produce fluctuaciones.

Hay otros fenómenos que afectan directamente a la fuente de alimentación que terminan afectando indirectamente la estabilidad del reloj, como el EMF inducido y la EMI.

• Ruido: ya he tocado el cambio de ruido, pero hay muchas cosas que influyen en el ruido. Como rebotar suelo. Debido a que en el mundo real todo es no ideal, los cables del paquete introducen inductancia y durante la conmutación pueden causar un cambio en el nivel del suelo debido al voltaje inducido.

• Vibración: Los cristales de cuarzo son dispositivos sensibles, por lo que las vibraciones mecánicas causan un cambio de tiempo en la frecuencia del dispositivo. Los osciladores de cristal funcionan por la resonancia mecánica del propio cristal debido a un voltaje aplicado, por lo que la vibración física lógicamente también causaría algún cambio de frecuencia.

Todo esto se vuelve importante en circuitos muy sensibles de muy alta velocidad ... pero espero haber respondido la pregunta.

Aquí hay un artículo de Fairchild Semi que repasa algunas de las cosas que he dicho y luego algunas. La página de Wikipedia sobre los osciladores de cristal también es bastante decente. enlace